Металлы — Коэффициенты линейного расширения и модули упругости

Нагрев заготовок и слитков с размером сечения (диаметр или сторона квадрата) более 200 мм приходится обычно вести не с технически возможной, а с допускаемой скоростью, которая обуславливается величиной термических напряжений и механическими свойствами (пластичностью) нагреваемого металла. Величина термических напряжений будет тем выше, чем больше температурный градиент по сечению заготовки, а последний возрастает с увеличением температурного напора и размера сечения нагреваемого тела, а также с уменьшением температуропроводности металла. Поэтому допустимую скорость нагрева можно считать прямо пропорциональной температуропроводности и обратно пропорциональной квадрату толщины заготовки, коэффициенту линейного расширения и модулю упругости. [c.101]

Металлы — Коэффициенты линейного расширения и модули упругости 71 Муфты — Классификация 279, 280 [c.432]

Модель 1. В зависимости от соотношения между характеристиками основного металла и покрытия (коэффициентами линейного расширения а, модулями упругости , пределами текучести), а также от толщины слоя А условия образования пластических деформаций в покрытии (п) и металле основы (м), как было показано выше, могут быть существенно различными. Для иллюстрации сказанного проведем оценку условий приспособляемости и образования знакопеременных циклических деформаций в покрытии и в основном металле для условий отсутствия упрочнения по методике, аналогичной изложенной в работе [70] для статически неопределимой системы, состоящей из центрального стержня и соосной с ним трубы. [c.473]

Установлена, например, определенная качественная связь между крипом (ползучестью)металлов и другими их физико-механическими свойствами, такими как энергия активации самодиффузии, теплота возгонки, температура плавления и температура начала и конца рекристаллизации, модуль упругости, коэффициент линейного расширения и другими. [c.81]

В табл. 1 сопоставлены основные физические и механические константы для чистого титана, а также для железа, меди, алюминия, магния и никеля. Обращают внимание малая теплопроводность, небольшой коэффициент линейного расширения и высокое электросопротивление титана по сравнению с другими приведенными в таблице металлами, а также значительно более низкий модуль нормальной упругости, чем у железа и никеля. [c.5]

У металлов модуль Юнга практически не зависит от структуры и термической обработки и определяется только прочностью межатомных. связей. Легирование и пластическая деформация также не оказывают заметного влияния на модуль упругости. При нагреве материалов отмечается падение величины Е, причем между температурным коэффициентом модуля Юнга и термическим коэффициентом линейного расширения наблюдается прямая зависимость. Это связано с увеличением расстояния между атомами в кристаллической решетке из-за роста температуры, а следовательно, и уменьшением сил межатомного взаимодействия. [c.52]

Данные, необходимые для расчета а) все размеры замка (см. рис. 1, 3 и 4) и число пар зубцов п б) вероятные монтажные погрешности шага зубцов ASf (см. рис. 12) в) средняя рабочая температура замка 0" г) механические характеристики металла лопатки и диска при этой температуре, а именно 1) модули упругости и 2) коэффициенты Пуассона 3) пределы текучести по нормальным напряжениям и 4) модули упрочнения и д) коэффициенты линейного расширения а- и металлов лопатки и диска е) угол трения р между зубцами ж) центробежные силы профильной части лопатки вместе с замковой частью ее хвостовика над первой впадиной С р, а также центробежные силы отдельных участков хвостовика лопатки Pf и выступа диска [c.171]

Зависимость изменения длины образца их хромомолибденовой стали от температуры приведена на рис. 81. По мере повышения температуры уменьшается модуль упругости железа и стали, наиболее интенсивно при температуре > 700 К (рис. 82). Низкий температурный коэффициент линейного расширения металлов и сплавов обычно сопровождается большим модулем упругости,Следует также учитывать и то, что в металлах, в которых во время термического цикла протекают фазовые -превращения, поверхность подвергается пластической деформации и на ней образуются морщины. Это аналогично возникновению шейки при испытании на статическое растяжение. [c.99]

Величина межатомных сил связи может быть оценена по таким физическим свойствам, как температура плавления, температура рекристаллизации, энергия активации самодиффузии, коэффициент линейного расширения, модуль упругости. Некоторые механические свойства металлов, например сопротивление ползучести, могут также явиться известным критерием величины межатомных сил связи, а следовательно, и жаропрочности. В табл. 1 приведены данные но сопротивлению ползуче- [c.14]

К недостаткам этих сплавов следует отнести следующие 1) относительно большую стоимость основного металла и сварки, требующей применения инертных газов 2) почти в три раза меньшее значение модуля продольной упругости, что влияет на увеличение упругих деформаций и уменьшает критические напряжения при расчетах устойчивости стержней и балок 3) возможность местной коррозии при контакте со сталью, что требует специальных изолирующих покрытий и прокладок в местах соединений разнородных материалов 4) почти в два раза большее значение коэффициента линейного расширения, приводящее к большим температурным деформациям при сварке 5) низкие значения предела выносливости a i основного металла (у сталей, приведенных в табл. 1.1.1, отношение 0,35, а у алюминиевых сплавов, приведенных в табл. 1.1.8, л 0,14). [c.20]

Физико-механические свойства пластмасс существенно отличаются от свойств металлов коэффициент линейного расширения у них в 5—10 раз больше, а модуль упругости в 10-100 раз меньше, чем у стали, иногда наблюдается изменение размеров и формы пластмассовых деталей в процессе эксплуатации. Поэтому механическое распространение на них системы допусков и посадок, разработанной для металлических деталей, невозможно. [c.229]

Применение порошковой металлургии позволяет повысить пластичность этих хрупких тугоплавких соединений. В качестве металлической связки выбирают металлы и сплавы, жаропрочность которых близка жаропрочности тугоплавких соединений. Они должны не образовывать химических соединений, быть мало растворимыми в тугоплавких соединениях, а также иметь близкие значенпя коэффициентов линейного расширения, теплопроводности и модуля упругости. [c.620]

Между ползучестью и некоторыми физико-механическими свойствами чистых металлов имеется качественная связь. Установлена, например, зависимость жаропрочности металла от таких свойств, как температура плавления, начала и конца рекристаллизации, модуля упругости, коэффициента линейного расширения, энергии активации самодиффузии и др. Чем выше перечисленные свойства (за исключением коэффициента линейного расширения, здесь обратная зависимость), тем обычно прочнее межатомные силы связи в решетке и тем выше жаропрочность металла. [c.14]

Полимерные материалы, содержащие в качестве упрочняющего наполнителя волокна органического происхождения (синтетические или природные), а в качестве связующего — термопласты различного химического состава, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и жесткости при малой кажущейся плотности, что сближает их по удельным значениям прочности и модуля упругости с металлами и стеклопластиками. Органические волокна, введенные в состав термопласта, как правило, не ухудшают его химическую стойкость к различным средам, электроизоляционные свойства и морозостойкость. В то же время существенно уменьшается ползучесть материалов при длительном нагружении, возрастает на несколько порядков длительная прочность, повышается стабильность размеров при тепловом воздействии, увеличивается верхний температурный предел эксплуатации, возрастает стойкость к растрескиванию и т. п. Незначительное различие в коэффициентах линейного расширения наполнителя (синтетическое волокно) и термопласта облегчает протекание релаксационных процессов, обусловливая низкий уровень остаточных напряжений, а, следовательно, большую эксплуатационную надежность по сравнению с пластиками, наполненными минеральными волокнами [6 9, с. 266 27—ЗОЬ [c.203]

Обычно, чем больше энергия активации, теплота возгонки, модуль упругости и температура плавления и начала рекристаллизации и чем меньше коэффициент линейного расширения, тем, при прочих равных условиях, прочнее межатомные силы связи в решетке, тем жаропрочнее металл. [c.81]

Из данных таблицы видно, что первые семь наиболее тугоплавких металлов обладают наибольшей абсолютной жаропрочностью. Эти металлы наряду с тугоплавкостью обладают высокими значениями энергии активации самодиффузии, теплоты возгонки, температуры начала и конца рекристаллизации, модулей упругости и небольшими коэффициентами линейного расширения. [c.82]

По сравнению со сталью алюминиевые сплавы имеют в три раза меньшую плотность, Обладают высокой коррозионной стойкостью, не снижают ударной вязкости в условиях низких температур. Однако они примерно в 10 раз дороже стали, имеют в 3 раза меньшие значения модуля продольной упругости, что увеличивает упругие деформации, почти в 2 раза большее значение коэффициента линейного расширения, что увеличивает температурные деформации при сварке, и относительно низкие значения предела выносливости основного металла. [c.72]

I, У бериллия предел прочности = 40ч-63 кr /мм удлинение б = 2- -16% и модуль нормальной упругости Е = 29 ООО-н - -30 ООО кгс/мм . Бериллий и его сплавы применяют для изготовления жестких элементов авиационных конструкций, а благодаря небольшому коэффициенту линейного расширения успешно применяют для некоторых точных деталей приборостроения. Свойства бериллия не могут быть полностью использованы из-за низкой пластичности и сильной токсичности дисперсного бериллия и его соединений. Бериллий — коррозионно-стойкий металл, под напряжением, но склонен к местной, точечной коррозии [18]. [c.20]

Физические характеристики металла сварных швов и основного металла близкого легирования при высоких температурах изменяются по-разному. Такие структурно нечувствительные свойства как коэффициенты линейного и теплового расширения у швов и основного металла полностью идентичны. В отличие от этого величина модуля упругости шва может существенно отличаться от основного металла. Если для перлитных, мартенситных и ферритных швов (рис. 27) величина Е при всех температурах совпадает со значениями для кованых сталей, то для аустенитных швов его значения примерно [c.47]

Научная школа по триботехнике, возглавляемая В. А. Белым, проделала огромную работу по использованию полимерных материалов для узлов трения. Многие результаты оказались сенсационными. Полимеры обладают по сравнению с металлами более низким коэффициентом трения, меньше изнашиваются, нечувствительны к ударам и колебаниям, имеют меньшую стоимость и более технологичны в производстве деталей. Способность полимеров работать при смазке водой является важным их преимуществом перед металлами. Однако необходимо учитывать определенные трудности их использования. Известно, что пластмассы при доступе воды склонны к набуханию, имеют низкую теплопроводность, большой температурный коэффициент линейного (или объемного) расширения, невысокую теплостойкость, обладают ползучестью при нормальной температуре и низким модулем упругости. Таким образом, прямая замена металла полимерами не всегда целесообразна. [c.25]

По данным Геллера, средний коэффициент линейного термического расширения окиси бериллия в температурном интервале 25—1700° составляет 10,6-10 . Теплопроводность окиси бериллия значительно выше теплопроводности других высокоогнеупорных окислов и приближается к теплопроводности металлов (например, свинца). Модуль упругости при 20 -3-10 при 400°—2,8- 10 , прн [c.383]

Природные материалы. Алмаз природный состоит из чистого углерода с небольшим количеством примесей. В промышленных целях используют технический алмаз. Отличается высокой твердостью, теплопроводностью, высоким модулем упругости, малыми коэффициентами линейного и объемного расширения, малой склонностью к адгезии с металлами, за исключением железа и его сплавов. Вместе с тем он хрупок, обладает анизотропией (прочность кристалла в различных направлениях изменяется в 500 раз). При нагревании свыше 700—800 °С переходит в графит. [c.701]

Композиционные материалы, армированные углеродными волокнами. Армированные углеродными волокнами композиционные материалы в зависимости от типа матрицы делятся на армированные пластмассы и армированные металлы. Рассмотрим их особенности на примере широко применяемых на практике углепластиков. Как следует из данных, приведенных в табл. 1.1, среди всех армируюшлх волокон только арамидные волокна имеют плотность, меньшую плотности углеродных волокон. Но высокопрочные углеродные волокна прочнее арамидных, а высокомодульные углеродные волокна имеют модуль упругости, близкий к модулю упругости борных волокон. Поэтому именно углеродные волокна нашли широкое применение в конструкциях, которые должны иметь ограниченный вес. Среди всех армированных пластмасс углепластики обладают наиболее высокими стойкостью к усталостным испытаниям и долговечностью. Углепластики хорошо проводят электрический ток и могут использоваться для изготовления плоских нагревательных панелей. Углепластики плохо пропускают рентгеновские лучи. Они имеют очень низкий коэффициент линейного расширения и оказываются наиболее подходящими материалами для конструирования космических аппаратов, подвергаюшлхся значительным перепадам температур между солнечной и теневой сторонами. В то же время они хрупки и обладают низкой ударной прочностью. Поэтому во многих случаях предпочти- [c.23]

Марганец является элементом, все модификации которого обладают аномальными для чистого металла евойст- вами,— чрезвычайно высоким коэффициентом термического расширения и высоким удельным электросопротивле-лием. Марганец относится к переходным металлам с незаполненной d-оболочкой. Из всех элементов периодической системы элементов переходные металлы обладают наибольшими энергиями связи. Однако для марганца отмечается наличие глубокого минимума на кривых, изменения температур плавления, кипения и теплоты сублимации, модуля упругости, характеризующих энергию межатомных связей, температурного коэффициента линейного расширения и удельного электросопротивления переходных металлов в зависимости от положения их в периодической системе элементов [22, 23]. [c.18]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

Механические свойства металлов корпуса (сталь 12Х2МФА) и наплавки с участком трубопровода, приваренного к патрубку (сталь ОХ18Н10Т), приведены на рис. 5,8, а как функции температуры, причем индексами 2 и 1 отмечены кривые изменения модулей упругости Е и коэффициентов линейного расширения а для двух указанных сталей. Диаграммы деформирования этих сталей как функций температуры приведены на рис. 5.8, б. [c.182]

Институт металлокерамики и специальных сплавов АН УССР разработал новые марки твердых сплавов на основе карбида хрома. Цементирующим металлом является никель (5—40%). Карбидохромовые сплавы по твердости не уступают сплавам марки ВК, но имеют значительно меньшие модуль упругости, и прочность на изгиб, немагнитны, характеризуются стойкостью против коррозии и окисления, хрупкостью, небольшой плотностью (в 2 раза легче сплавов марки ВК). Коэффициенты линейного расширения карбидохромовых сплавов и инструментальной стали очень близки, что очень важно при креплении твердосплавных пластинок в оправках, держателях и т. п. Стоимость изделия из карбидохромовых сплавов в 2—4 раза меньше, чем из сплава марки ВК. [c.209]

Кроме рассмотренных методов упрочнения лопаток турбин нанесением металлических и металлокера-мических иокрытий, известен спосог уирочнеиня участков лопатки, наиболее подверженных эрозии, стеллитовыми накладками. Этот трудоемкий метод не всегда является рациональным, так как отличия в модулях упругости и коэффициентах линейного расширения стеллита и основного металла заставляют выполнять [c.154]

Бериллий обладает эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, большой проницаемостью для мягкого рентгеновского излучения (в 17 раз больше, чем у алюминия), высокой отражательной способностью, малым коэффициентом линейного расширения, хорошей коррозионной стонко-аью, сравнительно высокой прочностью, но низкой пластичностью. Бериллий имеет уникальный модуль упругости. Если для большинства металлов и промышленных сплавов (за исключением сплавов типа 1420) значение удельного модуля упругости E/(pg) колеблется в пределах (2,3—2,6) 10 км, то удельный модуль упругости бериллия достигает 16,6-10 км, а сплавов бериллия с алюминием и магнием 10,5-10 км (табл. 78). Наряду с ценными техническими свойствами бериллий и его соединения обладают резко выраженными токсическими свойствами. Наиболее токсичными являются химические соединения бериллия, особенно хлористые и фтористые. Аэрозоли и мелкодисперсные частицы бериллия, его сплавов и соединений воздей- [c.321]

Сплавы системы Fe - Ni помимо низких значений температурного коэффициента линейного расширения при некоторых концентрациях никеля обладают еще одним замечательным свойством — малым температурным коэффициентом модуля нормальной упругости. Во всех твердых телах, в том числе и металлах, модуль упругости при нагреве уменьшается в связи с уменьшением энергии межатомных связей. В некоторых сплавах системы Fe - Ni, называемых элинварными, наблюдается аномалия в изменении модуля упругости при нагреве, который либо растет, либо изменяется очень незначительно. [c.564]

При одинаковом или сравнимом внешнем воздействии остаточные напряжения обнаруживают зависимость от свойств материала понижаются с уменьшением Коэффициента усадки при затвердевании расплавленного металла, модуля упругости, предела текучести, коэффициента линейного расширения, в особениести в температурном интервале перехода от пластической деформации к упругой. Этн напряжения понижаются также с увеличением структурной однородности по сечению детали, с уменьшением релаксационной стойкости, теплостойкости, температуры рекристаллизации, и е уменьшением различия в удельных объемах твердого раствора и вновь образующихся или выделяющихся из него при охлаждении вторичных фаз. [c.237]

Равнопрочные паяные соединения получены при пайке некоторых сталей однофазными припоями, когда создавались благоприятные условия для образования трехосного напряженного состояния в очень тонком, приближаюш,емся к нулю зазоре, и тормозилась поперечная деформация в паяном шве. Образованию трехосного напряженного состояния способствуют следуюш,ие факторы различие пределов текучести и прочности, модулей упругости и коэффициентов линейного расширения паяемого металла и металла шва при высокой его пластичности. [c.62]

JB работа [2 ] также указано, что силы связи в рещетке существенно влияют на величину износа материалов. Авторы анализировали зависимость износа Nb, Та, Мо, W от температурного коэффициента линейного расширения а и модуля Юнга Е, которые характеризуют силы связи в кристаллической решетке. Показано, что величина износа резко возрастает с увеличением а и умень-шается с ростом Е. Положение, что коэффициент адгезии при трении одноименных металлов уменьшается с повышением модуля упругости, температуры плавления и температуры кристаллизации, т. е. с увеличением сил связи в решетке, подтверждается [127 ]. В работе [108] на основе анализа большого числа экспериментальных данных предложена общая приближенная зависимость относительной износостойкости е при абразиЕНШ изнашивании от модуля Юнга Е г == 0,49 Наличие такой общей зави- [c.42]

Как видно из графика, предел прочности стали до температуры 100° меняется незначительно, в интервале температур 150—400° он достигает максимума, превышающего начальное значе1ше на 20—30"о, относительное удлинение в этом интервале температур падает. Повышение прочности при понижении пластичности может иногда явиться причиной образования трещин в металле. Модуль упругости стали при повышении температуры падает, и при температуре около 650° сталь утрачивает свои упругие свойства. Коэффициент линейного расширения с повышением температуры возрастает. Предел текучести с повышением температуры снижается и в дальнейшем будем считать, что при температуре 600° предел текучести имеет нулевое значение. [c.196]

Из перечисленных выше новых конструкционных металлов и сплавов наибольшее распространение в химическом машиностроении нащел титан. Титан обладает исключительно высокими прочностными показателями, жаростойкостью и жаропрочностью, малым удельным весом, высокой сопротивляемостью к эрозии и к усталостным напряжениям, отсутствием склонности к межкристаллитной коррозии, благоприятными технологическими свойствами и по своей коррозионной стойкости превосходит в ряде случаев высоколегированные кислотостойкие стали. Ниже приводятся основные физикомеханические свойства технически чистого титана марки ВТ1 (0,3% Fe 0,15% Si 0,05% С 0,15% Ог 0,015% Hj 0,04% N2 остальное Ti). Уд. вес 4,5 з/сж температура плавления 1725° С коэффициент линейного расширения (в интервале О—100° С) 8,2 10 теплопроводность 0,039кал см-сек-град, электропроводность по сравнению с электропроводностью меди, принятой за 100, 3,1 предел прочности 45—60 ке1мм предел текучести 25—50 кг/мм относительное удлинение — не менее 25%, относительное сужение не менее 50% твердость по Бринелю 160—200 модуль упругости 10 500—11 ООО кг/мм . [c.247]

Рассмотрим аналогичный процесс нагрева стержня из титанового сплава, изменение предела текучести которого показано на рис. 7.5 и в виде пунктирной линии на рис. 7.6, в. Для титанового сплава проведем построения, как для стали на рис. 7.6, б. Закономерность снижения модуля упругости Е с температурой у титанового сплава примерно такая же, как у низкоуглеродистой стали, но значение его у титанового сплава в два раза меньше. Коэффициент линейного расширения согласно табл. 7.2 примем 8,5-10 °С . Напряжения при нагреве достигают предела текучести в точке А при температуре около 300 °С. На участке ЛВг будут протекать пластические деформации Если процесс нагрева прервать при температуре около 600 °С и далее стержень охлаждать, то напряжения на всем участке В ) нигде не станут равными пределу текучести. Если нагрев завершить при Т 700 °С в точке В , то при охлаждении в точке возникают пластические деформации, которые, однако, прекращаются в точке /Сг, так как прирадение температурной деформации Де будет меньше приращения Ае,, = .о 1Е, т. е. дг /дТ аде,1дТ. В этом случае напряжения в стержне хотя и растут, следуя линии /Сг г, но остаются ниже предела текучести металла, в том числе и после полного остывания в точке [c.192]

Хортон привел результаты экспериментов для шести волокон. В отличие от металлов, полученные им значения ц отличались хорошей воспроизводимостью при переходе от одного опыта к другому и от одного образца к другому. Практически постоянное значение модуля упругости при сдвиге при 15°С составляло 3,001 10 дин/см Хортон провел первые серии измерений при температурах 15, 35, 55, 75 и 100°С. В каждом случае он нашел, что ц линейно возрастает с увеличением температуры, но, в отличие от начальных значений модуля, коэффициент температурного расширения менялся от одного кварцевого образца к другому, имея среднее значение +0,0001235. [c.470]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...