Материаловедение. Механические свойства материалов

1. Дисциплина «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» лекция 2.1

Механические
свойства
материалов.

2. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

• 1 Классификация механических свойств материалов.
• 2. Диаграмма “напряжение – деформация” при
одноосном растяжении, характерные точки на
диаграмме.
• 3. Показатели механических свойств материалов и
методы их определения.
• 4. Ползучесть, долговечность и усталость, трение и
износ.
• 5. Релаксационные свойства материалов.

3. Литература

1. Арзамасцев В.Б., А.Н. Волчков, В.А. Головин и др.
Материаловедение и технология конструкционных
материалов: учебник для студентов высших учебных
заведений – М., Издательский центр «Академия», 2009
г., 448 с., с.40-44
2. Валуев
Н.П.,
Муров
В.А.,
Пушкин
И.А.
Материаловедение
и
безопасность
материалов.
Структура и свойства материалов. Металлические
материалы. – Учебник. - Химки: АГЗ МЧС России, 2012
г., 181 с., с.49-59.

4. Классификация механических свойств материалов.

• Механические
свойства
характеризуют
способность
материалов
сопротивляться
действию
внешних сил
К основным механическим
свойствам относятся
прочность,
твердость,,
упругость,
пластичность,
хрупкость и др.,
например вязкость,
ударная вязкость,
усталостная прочность
и т. д.

5. 1. Определения основных механических свойств

.
Прочность — это способность материала сопротивляться разрушающему
воздействию внешних сил.
Твердость — это способность материала сопротивляться внедрению в
него другого, более твердого тела под действием внешней нагрузки.
Упругость — это способность материала восстанавливать свои размеры и
форму после прекращения действия нагрузки.
Пластичностью — способность материала изменять свои размеры и
форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом.
Хрупкость — это способность материала разрушаться под действием
внешних сил без остаточных деформаций.

6. 2. Диаграмма “напряжение – деформация” при одноосном растяжении, характерные точки на диаграмме

7. 3. Показатели механических свойств материалов и методы их определения

• Разрывная нагрузка (Pp) - усилие, выдерживаемое пробами
материала при растяжении их до разрыва.
• Разрывное удлинение (удлинение при разрыве) приращение
длины растягиваемой пробы материала к моменту ее
разрыва.
• Абсолютную величину удлинения (сужения) lp(мм) получают
как разность конечной Lк и первоначальной L0 длин пробы.
• Относительную величину удлинения (сужения) материала к
моменту разрыва p определяют как отношение абсолютной
величины удлинения lp к первоначальной длине L0

8. 4. Ползучесть, долговечность, усталость, трение и износ (1)

• Ползучесть материалов (последействие) — медленная,
происходящая с течением времени, деформация твёрдого тела
под воздействием постоянной нагрузки или механического
напряжения. Ползучести в той или иной мере подвержены все
твёрдые тела — как кристаллические, так и аморфные.
• Долгове́чность — свойство элемента или системы длительно
сохранять работоспособность до наступления предельного
состояния при определенных условиях эксплуатации.
• Усталость материала — процесс постепенного накопления
повреждений под действием переменных (часто циклических)
напряжений, приводящий к изменению свойств материала,
образованию трещин, их развитию и разрушению материала за
указанное время

9. Ползучесть, долговечность, усталость, трение и износ (2)

• Разрушение и износ при трениии
• В процессе внешнего трения происходит трансформация внешней
механической работы в энергию внутренних процессов.
Установлено, что при внешнем трении изменяются свойства
поверхностных слоев материалов. Происходят структурные
превращения, увеличивается сопротивление деформации и
твердость, возрастает электрическое сопротивление, усиливаются
диффузионные процессы, образуется теплота и т.п.
• Изнашивание - это процесс постепенного изменения размеров
деталей, происходящий при трении. Различают линейный износ,
определяемый по изменению размера, и объемный, измеряемый
по объему отделившегося материала. При диагностике
изношенной детали и определению возможности ее дальнейшей
эксплуатации основное значение имеет линейный износ.

10. 5. Релаксационные свойства материалов.

Релаксация (в общем случае) восстановление свойств и
структуры материала после прекращения на него какоголибо воздействия.
Выделяют релаксацию, связанную с механическими
воздействиями, термическими воздействиями, потоком
волн различной частоты (ультразвук, рентгеновское
излучение и др.), смешанными воздействиями.
Релаксация может быть полной и частичной. Полная
релаксация материала на практике практически не
происходит.

11. Благодарю за внимание!

tvernick@ mail.ru