Железо реальная прочность

В реальном кристалле всегда имеются дефекты строения. Установлено, что реальная прочность любого металла намного меньше прочности, полученной на основе теоретических расчетов. Например, известно, что предел прочности железа практически составляет около 300-10 Па (30 кгс/мм ). Однако теоретические расчеты показывают, что если у железа соблюдена закономерность расположения атомов, то для его разрушения необходимо приложить нагрузку 10-13 тыс. МПа (1000-1300 кгс/мм ). Причиной столь значительного расхождения между реальной и теоретической прочностью металлов является наличие у реальных кристаллов большого количества структурных дефектов. В результате этого связи между атомами нарушаются, и в сопротивлении действию внешних сил принимают участие не все атомы, составляющие данный кристалл, а только часть их. При отсутствии дефектов все атомы принимали бы участие в сопротивлении действию внешних сил, и тогда разрушить металл было бы значительно труднее. [c.8]

Необходимо также напомнить, что теоретическая прочность железа, рассчитанная впервые Я М Френкелем, составляет около 13000 МПа Такие же значения прочности получены экспериментально на нитевидных кристаллах (усах) железа Следовательно, реальная прочность железа на два порядка меньше его теоретической прочности [c.43]

Теория дислокаций позволила объяснить, почему реальная прочность металлов [для технически чистого железа Ств = 2,5—3,0 МН/м (МПа)] разительно отличается от теоретической прочности (подсчитанной с учетом сил межатомного взаимодействия), которая для железа составляет около 200 МН/м (МПа). [c.63]

Полученные по этой зависимости теоретические величины критического сопротивления сдвигу для железа и ряда других металлов в сопоставлении с реально наблюдаемыми значениями на чистых металлах, приведены в табл. 1. Там же даны теоретические величины, полученные по формуле Хкр = С/ЗО, выведенной на основании иной концепции. Для оценки теоретической прочности металлов принята [39] функциональная зависимость предела текучести от модуля сдвига по формуле <тг = <э/5. [c.34]

Как указывалось в гл. IV, раздел 3, теоретическая прочность кристаллов во много раз превышает реальную. Это несоответствие можно понять, если учесть, что реальные кристаллы содержат микротрещины, радиус закругления которых соизмерим с межатомным расстоянием и развитие которых происходит по механизму Гриффитса [13] таким образом, что существует баланс между высвобождаемой потенциальной энергией и поверхностной энергией, необходимой для разрыва атомных связей у вершины трещины. Приняв для железа модуль Юнга равным 200 ГН/м , поверхностную энергию 2Дж/м и типичное разрушающее напряжение 1ГН/м (см. рис. 96), вычислим критический размер трещиноподобного дефекта [c.177]

Разработка дислокациотой теории объясняет, почему реальная прочность сталей и сплавов в 70-100 раз ниже теоретической. Так, реальная прочность чистого железа близка к 0,2 Па, в то время как расчетная его прочность составляет 14 Па. Основная причина такого большого расхождения — наличие в металлах дислокаций. Характерно, что полученные в лабораторных условиях чистейшие монокристаллы железа, свободные от дислокаций, имеют реальную прочность, близкую к расчетной, она равна 13 Па. Если бы удалось получить технические стали с прочностью, близкой к расчетной, то экономический эффект от снижения расхода металла бьш бы значительным. [c.12]

Создание теории дислокаций позволило объяснить многие явления, происходящие в металлах. Например, теоретическая прочность железа равна примерно 14 Гн м (1400 кПмм ). Однако реальная прочность чистого железа достигает всего 0,20— [c.17]

Несовершенство кристаллических решеток объясняет некоторые особенности в свойствах реальных металлов. Так, например, наличие в реальных металлах большого количества дислокаций объясняет, что реальные металлы имеют прочность, во много раз меньшую, чем они могли бы иметь, если бы их кристаллическая решетка была идеальной. Уже получены кусочки различных металлов с почти идеальной кристаллической решеткой, т. е. почти не имеющие дислокаций. Правда, эти кусочки металла очень небольшие, микроскопические, но важно не то, что они малы, а то, что они получены Оказалось, что предел прочности такого бездислокационного железа равен около 1400 кг мм-, тогда как предел прочности обычного железа равен всего только 20—25 кг1мм . Бездислокационное железо по прочности во много раз превосходит самые сложные высокопрочные легированные стали. [c.52]

Сопротивление отрыву для железа, по данным различных авторов, теоретическое - 12000.. 100000 1 /[Па, реальное - 300 МПа. Теоретическая прочность соответствует идеальной бездефектной кристаллической решетке металла (рис. 19). При определенном количестве дефектов металл имеет минимальную прочность (точка 1).С уменьшением количества дефектов прочность возрастает. Прочность нитевидных бездислокационных кристаллов усов приближается к теоретической. Оки имеют почти идеальную поверхность без шероховатостей (не обнаруживается при увеличениях в десятки тысяч раз). Так, ус железа толщиной 1 мкм имеет- предел прочности порядка 1,35 МПа, т.е. почти теоретическуто прочность, однако пока длина уса не превыпгает 15 мм, и практическое применение их ограничено, например, армирование сапфировыми или графитовыми усами тугоплавких метал- [c.25]

Техническая (реальная) прочкость твердых тел. Прочность per альных кристаллов и твердых тел, используемых в технике, называется реальной или технической прочностью Ор. В качестве примера в табл. 1.2 приведена ар для меди, железа, стекла и каменной соли и отношение СТо < р- Из данных табл. 1.2 видно, что техническая прочность твердых тел на два и более порядков ниже их теоретической прочности. [c.54]

Однако аналогичный результат был получен при сравнении поведения железа Армко и стали 1020 с сопоставимыми уровнями прочности [38]. Для обобщения имеющщхся данных нужны дополнительные исследования, но, учитывая неизбежное присутствие воды в реальных условиях и достоверно установленное отрицательное влияние углерода на вязкость разрушения и свариваемость, важная роль этого элемента в определении поведения материалов при эксплуатации в агрессивных средах несомненна. Вновь отметим, что азот, как можно ожидать, будет оказывать аналогичное влияние па стали. [c.58]

В современной технике применяется широкий ассортимент металлов и сплавов. Для создания конструкций, машин, аппаратов применяются в огромных количествах разнообразные сорта сталей, представляющих собой сплавы на основе железа. С целью повышения их свойств используется множество методов, выработанных многовековым опытом производства. Тем не менее, прочность реальных сталей, применяемых в промышленности, значительно ниже прочности нитевидных кристаллов железа. Основную массу углеродистой стали используют в качестве конструкционного материала с пределом прочности 35—75 кГ1мм . Предел прочности легированной стали обычно составляет 80— 120 кГ1мм , реже повышается до 120—180 кГ мм , и только в особых случаях, у сталей сложных составов, после специальной термической обработки повышается до 180—200 кГ1мм . [c.40]

Развитием науки о физике увердого тела доказано, что можно резко улучшить механические свойства металлов и создать сверхпрочные металлы, в десятки раз превосходящие по прочности существующие, путем создания бездефектного, т. е. бездислокационного, металла. Учеными получены такие идеальные кристаллы — нитевидные, называемые усами . Они имеют в поперечнике 2—4 л/сив длину 10—15 мк и обладают прочностью, близкой к прочности идеальных кристаллов. Так, например, получены кристаллы железа, которые имеют прочность в 50—60 раз больше реальных, а также кристаллы меди, имеющие прочность выше реальных в 15—16 раз. [c.13]

ООО до 100 ООО МН/м (от 1200 до 10 ООО кгс/мм ), теоретическое сопротивление срезу 2300—ПОООМН/м . (230— 1100 кгс/мм ). Техническую прочность железа характеризуют следующими данными пределом прочности 300 МН/м (30 кгс/мм ), сопротивлением отрыву So, = 800 1000 МН/м" (804-100 кгс/мм ), реальным сопротивлением сдвигу 29 МН/м (2,9 кгс/мм ). Такое большое различие [c.126]

Твердость, прочность и износостойкость являются основными свойствами, не обязательно взаимосвязанными. Например, прн трении между двумя поверхностями твердых металлов может быть более высокая износостойкость, чем износостойкость между двумя поверхностями мягких металлов. В общем случае контакт при треиии между твердым и мягким металлом приводит л износу более мягкого металла. Однако механические факторы реальной конструкции могут менять это взаимоотношение по износостойкости, так что износ более твердых материалов происходит в более широких пределах, например случай быстрого износа, патефонной иглы при треиин ее о виниловую поверхность. В общем, самыми твердыми являются покрытия хромом, никелем и родием железо, медь, цинк, кадмий и серебро относятся к группе со средней твердостью олово, свинец, золото и нндий являются относительно мягкими. [c.397]

Эта величина гораздо больше предела прочности железа на разрыв, который обычно порядка 10 барц 10 атм. Малая величина прочности на разрыв связана с односторонним характером растяжения, с суш ествованием трещин в реальном металле, поликристаллической структурой и т. д. Заметим, что пределы прочности некоторых сортов стаяли достигают (1 -н 2)-10 атм. [c.538]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...