Чугун Деформация при растяжении

Хрупкие материалы характеризуются тем, что разрушение происходит уже при небольших деформациях. При растяжении образца из такого типично хрупкого материала, как чугун, мы до самого момента разрыва наблюдаем лишь незначительные деформации разрушение происходит внезапно относительное удлинение и относительное сужение после разрыва оказываются очень малыми. Диаграмма напряжений при растяжении для чугуна дана на рис. 21. Обращаем внимание на то, что по сравнению с диаграммами рис. 20 горизонтальный масштаб диаграммы рис. 21 увеличен примерно в 40 раз, а вертикальный — примерно в 6 раз. [c.51]

Для других материалов кривая напряжение — деформация имеет, вообще говоря, совсем другой вид. Например, эта кривая для чугуна показана на рис. 229, б. Для чугуна почти нет зоны пластических деформаций при растяжении. По достижении предела упругости имеет место почти незаметная зона текучести, и сразу начинается разрушение образца. Материалы, имеющие диаграмму а (е), подобную диаграмме чугуна, называются хрупкими материалами в отличие от вязких материалов, которые имеют, подобно стали, довольно значительную зону пластических деформаций. Это различие в свойствах вязких и хрупких материалов очень важно знать при практическом применении того или иного материала. Если в какой-то машине при ее работе напряжения в некоторых местах и будут переходить предел упругости, то это не поведет к разрушению машины, сделанной из вязкого материала, машина же, сделанная ив хрупкого материала, разрушится. [c.290]

Различие между истинными и условными напряжениями зависит от величины предшествовавшей деформации. При растяжении чугунов, литых алюминиевых сплавов и подобных им материалов, общая деформация мала (порядка 5% и менее), поэтому различие между истинными и условными напряжениями обычно вовсе не учитывают и подсчитывают только условные напряжения. В то же время у высокопластичной аустенитной хромоникелевой стали в момент достижения максимальной нагрузки при растяжении условное напряжение сгв 80 кгс/мм , а истинное — 5 140 кгс/мм т. е. почти вдвое больше. [c.41]

Главное преимущество ковкого чугуна по сравнению с серым заключается в его пластичности. Диаграммы деформаций при растяжении образцов различных сортов ковкого чугуна (фиг. 38, 1—4) [3] характеризуют его упругие и пластические свойства. Так как область теку- [c.231]

Между твердостью пластичных металлов, определяемой способом вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом временным сопротивлением) существует количественная зависимость. Величина твердости взаимосвязана с временным сопротивлением металлов и сплавов, проявляющих при растяжении сосредоточенную пластическую деформацию шейку), а именно сталей (кроме сталей с аустенитной и мартенситной структурой) и многих цветных сплавов. Это вызвано тем, что при испытаниях на растяжение наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению, отвечает предельная равномерная деформация, после которой начинает развиваться шейка. В этих случаях предельная равномерная деформация при растяжении примерно совпадает со средней пластической деформацией поверхностных слоев металла при измерении твердости вдавливанием сферического индентора. Обычно такая зависимость не наблюдается для хрупких материалов, однако в ряде случае (например, серые чугуны) она есть. [c.195]

Влияние графита на упругие свойства чугуна может быть сравнено с влиянием надрезов иа упругие свойства стали 11]. На фиг. 2, а приведены кривые общей и остаточной деформации при растяжении стальной пластины с надрезами, а на фиг. 2, б— соответствующие кривые для чугунов с различным содержанием графитовых пластинок в структуре. [c.95]

Фиг. 56. Зависимость напряжений от деформаций при растяжении образцов из чугуна и стали

Ввиду условности понятия модуля упругости чугуна были предложены различные характеристики относительного модуля упругости при разрушающем напряжении, при некотором заданном напряжении (в абсолютной величине или в процентах от разрушающего напряжения). В одних случаях модуль упругости определялся по отношению к упругим деформациям, в других — к суммарным. Ввиду такого большого числа различных характеристик необходимо было выработать единое понятие, пригодное как для упругих деформаций при растяжении, так и при сжатии и изгибе. Поэтому было введено понятие условного модуля упругости чугуна Ео, соответствующего тангенсу угла наклона касательной к кривой растяжения в начале координат. [c.102]

Деформации. При "жестком способе нагружения (растяжении) максимальные пластические деформации в момент разрушения серого чугуна не превышают 1-2 % и составляют 10-50 % общих деформаций. В условиях "мягкого" нагружения (сжатия) появляются значительные пластические деформации (осадка составляет 20-40 %). Благодаря наличию графитовых включений, играющих роль надрезов, пластические деформации начинают появляться при незначительных нагрузках. У концов графитовых включений пластические деформации при растяжении могут составлять десятки процентов. [c.425]

Диаграммы растяжения и сжатия, записанные для материалов, не следующих закону Гука (чугунов, камней и др.), показывают, что напряжения растут медленнее деформаций и отставание роста напряжений от роста деформаций значительнее при растяжении, чем при сжатии (рис. 313). В этом случае нейтральная линия поперечного сечения не проходит через его центр тяжести, а смещается в сторону центра кривизны оси балки. [c.326]

Таким образом, практика подтверждает результаты исследований, что хрупкость и пластичность не есть неизменные свойства материалов, а являются лишь состояниями, в которых материалы могут находиться. Под влиянием различных факторов материалы могут переходить из хрупкого состояния в пластичное и наоборот. Например, высокоуглеродистые инструментальные стали, хрупкие при комнатной температуре, становятся пластичными при высоких температурах и поддаются горячей пластической обработке то же самое можно сказать и о ковких чугунах. Инструментальные стали, хрупкие при растяжении или изгибе, ведут себя как пластичные при деформации кручением и т.д. [c.113]

Известно, что закон Гука справедлив, пока напряжение не превышает определенной величины, называемой пределом пропорциональности, а в некоторых случаях расчеты на прочность приходится проводить при более высоких напряжениях, с учетом пластических деформаций. Кроме того, и в пределах упругости зависимость между напряжениями и деформациями у ряда материалов нелинейна, т. е. не подчиняется закону Гука. К таким материалам относятся чугун, камень, бетон, некоторые пластмассы. У некоторых материалов, подчиняющихся закону Гука, модули упругости при растяжении и сжатии различны. Поэтому в последнее время расчеты на прочность во всех указанных случаях приобретают все большее значение. [c.346]

Например, чугунный образец при испытании на растяжение под большим давлением окружающей среды (р > 400 МПа) разрывается с образованием шейки. Многие горные породы, находящиеся под давлением вышележащих слоев, при сдвигах земной коры претерпевают пластические деформации. Образец пластичного материала, имеющий кольцевую выточку (рис. 1.46), при растяжении получает хрупкий разрыв в связи с тем, что в ослабленном сечении затруднено образование пластических деформаций сдвига по наклонным площадкам. [c.89]

Указанная пропорциональность между нагрузкой и деформацией наблюдается в начальной стадии кручения образца затем, так же как и при растяжении или сжатии, пропорциональность нарушается и наступает быстрое увеличение угла закручивания при незначительном увеличении крутящего момента. Последний возрастает вплоть до разрушения образца. Шейка на образце не образуется. На рис. 35, а представлена диаграмма кручения для малоуглеродистой стали, а на рис. 35, б — диаграмма для чугунного образца [c.68]

Все материалы подразделяются на хрупкие и пластичные. Стержни из хрупких материалов незначительно удлиняются при растяжении (например, чугун) разрушение происходит внезапно, без заметных деформаций. Такие материалы имеют высокое сопротивление сжатия. Стержни из пластичных материалов хорошо сопротивляются растяжению (например, медь). При растяжении в стержне перед разрушением возникает местное сужение поперечного сечения, называемое шейкой. Напряжение, соответствующее появлению шейки в пластичном материале, называется временным сопротивлением материала. [c.23]

Выше было показано, что упругие деформации и предел прочности чугуна при растяжении и сжатии заметно различаются. Это различие приобретает особое значение в условиях изгибающих нагрузок. При изгибе деталей из серого чугуна симметричного профиля указанное различие отношений деформации в растянутых и сжатых волокнах приводит к нарушению симметричности распределения напряжений по сечению (рис. 14). В то время как в сжатых волокнах изгибаемого чугунного бруска напряжения сжатия увеличиваются пропорционально расстоянию от нейтральной оси, в растянутых волокнах наблюдается нелинейная зависимость. Нейтральная ось смещается в сторону сжатых волокон и ее положение определяется следующими зависимостями [c.67]

Для чугуна каждой марки суш.ествуют достаточно стабильные соотношения между различными механическими характеристиками. Так, например, отношение временного сопротивления изгибу к временному сопротивлению разрыву для чугуна СЧ 18-36 равно двум. Отношение временного сопротивления сжатию к временному сопротивлению разрыву равно четырем. Пределы упругости и текучести на диаграмме испытаний не проявляются. Чугун, как известно, не подчиняется закону Гука, и остаточные деформации появляются в них при относительно малых напряжениях. Это объясняется большим количеством графитовых включений. При напряжениях, составляющих 40—50% от временного сопротивления при растяжении, остаточные деформации достигают заметной величины. Диаграмма напряжение — удлинение представляет собой кривую, почти не имеющую прямолинейного участка. Иногда условно принимают величину предела текучести серого чугуна, равную 70% величины временного сопротивления растяжению. [c.433]

Пластинки графита уменьшают сопротивление отрыву, временное сопротивление и особенно сильно пластичность чугуна. Относительное удлинение при растяжении серого чугуна независимо от свойств металлической основы практически равно нулю ( 0,5 %). Графитные включения мало влияют на снижение предела прочности при сжатии и твердость, величина их определяется главным образом структурой металлической основы чугуна. При сжатии чугун претерпевает значительные деформации и разрушение имеет характер среза под углом 45 . Разрушающая нагрузка при сжатии в зависимости от качества чугуна и его структуры в 3—5 раз больше, чем при растяжении. Поэтому чугун рекомендуется использовать преимущественно для изделий, работающих на сжатие. [c.148]

Все материалы при растяжении или сжатии дают величины деформаций, лее или менее отклоняющиеся от этого закона. Для некоторых материалов (большинство металлов) эти отклонения ничтожны малы, и можно считать, что "Осуществляется полная пропорциональность между деформацией и нагрузкой для других (чугун, камень, бетон) — отклонения значительно больше. [c.33]

Наибольшее распространение получило измерение твердости вдавливанием. В результате вдавливания с достаточно большой нагрузкой поверхностные слои металла, находящиеся под наконечником и вблизи него, пластически деформируются. После снятия нагрузки остается отпечаток. Особенность происходящей при этом деформации заключается в том, что она протекает в небольшом объеме, окруженном недеформированным металлом. Пластическую деформацию при вдавливании могут испытывать не только пластичные, но и хрупкие металлы (например, серый чугун), которые при обычных механических испытаниях (на растяжение, сжатие, кручение, изгиб) разрушаются хрупко почти без макроскопически заметной пластической деформации. Таким образом, твердость, характеризующая сопротивление пластической деформации, представляет собой механическое свойство металла, отличающееся от других его механических свойств способом [c.23]

Диаграммы напряжение — деформация показывают, что композиционные материалы больше соответствуют по упругим свойствам чугуну и другим мягким материалам, чем стали или другим жестким материалам. Для большинства композитов существует два линейных участка на диаграмме напряжение — деформация, соответствующих двум модулям упругости. В основном композиты являются материалами, обладающими малыми деформациями разрушения (порядка 1ч-2 %). При конструировании соединений композиционных материалов необходимо знать прочность этих материалов при смятии и сдвиге, прочность при растяжении и сжатии, напряжения сдвига, возникающие при изгибе в соединениях. Необходимо также знание термических напряжений, пределов усталости и воздействия окружающей среды. [c.381]

Рис. 10.8. Диаграммы деформации при хрупком (чугун), малопластичном и пластичном (сталь 20) разрушении при растяжении

Противоположным пластичности является свойство хрупкости, т. е. способность материала разрушаться без заметной пластической деформации. Диаграмма растяжения хрупких материалов 3 не имеет площади текучести и зоны упрочнения. У таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая сталь. К ним можно отнести также некоторые литейные алюминиевые и магниевые сплавы. [c.336]

Упругие деформации чугуна при сжатии отличаются от упругих деформаций при растяжении. Мз данных ф1 г.. 58 видно, что при одинаковом условном мод ле упругости (касательная в начале осей коорд 1нат) наклон кривой [c.103]

Необходимо подчеркнуть, что один и тот же материал при различных деформациях обладает различной величиной предельных напряжений. Например, серый чугун имеет предел прочности при растяжении в 3 раза меньше, чем при сжатии (а ,р = 0,3а , ) и в 2 раза меньше, чем при изгибе (ст р. = 0,5Ои ) у высокоугле- [c.154]

Так как с Появлением шейки поперечное сечение в этом месте делается все меньше и меньше, то деформация образца происходит Рис. 19. при уменьшающейся нагрузке. Предел прочности является очень важной характеристикой прочности материала, и особенно важное значенне он имеет для хрупких материалов, таких, как чугун, закаленная и холоднотянутая сталь н т. п., которые получают сравнительно небольшие деформации при разрушении. При напряжении, соответствующем точке D (см. рис. 17), образец разрывается. Напряжение в момент разрыва образца по диаграмме растяжения лежит ниже, чем предел прочности. Это объясняется тем, что напряжения ыы условились относить к первоначальной площади поперечного сечения образца. На самом же деле в момент разрыва образца в материале будет наибольшее напрял1ение, так как площадь сечения аа (рис. 19) в этот момент достигает минимума. Это напряжение иногда называют истинным пределом прочности. [c.36]

Изломы при растяжении и изгибе легко различить на основе анализа конструкции и схемы приложения нагрузок. Неде-формированный хрупкий излом при растяжении располагается перпендикулярно оси растягивающей нагрузки. Такой излом возникает у хрупких материалов (например, чугуна), а также при невозможности деформации из-за различных надрезов, наличия у деталей разных диаметров в продольном сечении и т. п. [c.34]

В зависимости от способа нагружения изменяется соотношение между максимальными касательными и растягивающими напряжениями а,- = Тщах/Ощах. первые из которых способствуют развитию пластических, а вторые — хрупких явлений. С увеличением напряженное состояние характеризуется мягкостью нагружения, сопровождаемого глубокими пластическими деформациями. При уменьшении а,- увеличивается жесткость схем напряженного состояния. Так, некоторые литые алюминиевые сплавы и чугуны, весьма хрупкие при растяжении (а,- = 0,5), становятся достаточно пластичными при сжатии (а,- =2). [c.31]

Фиг. 85. Диаграмма деформаций ковкого чугуна при растяжении ГЗ] /— серый чугун 2 — ФКЧ (по Шварцу) Л- ФКЧ 4— ПФКЧ 5- сталь (0,35 С).

Хрупкие материалы — камень, чугун, бетон — при сжатии разрушаются так же, как и при растяжении, при весьма малых деформациях. На рис. 25 показана диаграмма напряжений при сжатии каменного образца (кубик размерами 10x10x10 см, гранит). На рис. 26 дана диаграмма напряжений при сжатии чугуна. Здесь также обращаем внимание на то, что масштабы диаграмм рис. 25 и 26, в особенности горизонтальный, значительно увеличены по сравнению с масштабем диаграммы рис. 24. [c.53]

Чтобы с самого начала испытаний на термическую усталость при одноосном растяжении—сжатии деформация стала знакопеременной, образец устанавливают между максимальной и минимальной температурами. Даже, если фиксируется максимальная или минимальная температура, у пластичных материалов часто не обнаруживаются различия в усталостной долговечности. Это обусловлено тем, что при повышении температуры происходит релаксация напряжений вследствие ползучести.- При увеличении числа циклов нагружения петля гистерезиса уравновешивается, напряжения стремятся приблизиться к знакопеременным. Однако у материалов с недостаточной пластичностью, механические свойства которых при растяжении и сжатии различны (например, у чугуна в случае установки образца при максимальной температуре фиксируется односторонняя петля гистерезиса при растяжении) усталостная долговечность уменьшается [18] по сравнению с установкой образца при минимальной температуре. Даже у чугуна петля гистерезиса по различному смещается в зависимости от того, насколько легко происходит ползучесть вблизи максимальной температуры. При термической усталости при однонаправленном сжатии с установкой образца при минимальной температуре по мере облегчения ползучести происходит сдвиг в сторону напряжений растяжения, поэтому усталостная долговечность падает [19]. [c.259]

Серый или зернистый чугун. Этот вид чугуна содержит в перлитной структуре свободные зерна графита и обладает повышенной хрупкостью и низкой ударной прочностью. Удлинения материала пренебрежимо малы, приблизительное значение модуля Юнга, полученное из нелинейной диаграммы напряжения — деформации, равно 1,195-10 кГ1мм . Предел прочности при растяжении, зависящий от состава сплава, составляет от 14 до 49 кГ1мм . [c.91]

Сжатие — один из видов мягких нагружений [с малым участком растягивающих поперечных деформаций и вовсе без участия растягивающих напряжений при р,=0,25 а= = ( тах/5дах) =2], поэтому примснение испытаний на сжатие целесообразно для материалов хрупких при растяжении (чугун, цемент и т. п.). Испытания можно проводить на специальных машинах и на большинстве обычных разрывных машин, которые снабжены Приспособлением для испытания на сжатие (реверсоры). Во избежание перекоса одну из опор (обычно верхнюю) делают шаровой, а на сжимающих плоскостях для центровки тонкими линиями намечают центры, совпадающие с общей центральной осью сжатия (рис. 11.9). [c.194]

Рис. 2.6. Опыты Ходкиисона (1839). Одно нз первых сравиеннП поведения длинных чугунных стержней при сжатии и растяжении, а — напряжение в тс/дюйм, е — деформация.

Диаграмма а е) для хрупкого материала показана па рис. 3.14. У такого материала отсутствует явление текучести и деформации упруги почти вплоть до разрушения. Как правило, для пластичных материалов пределы текучести при растяжении Стр и сжатии (7тс близки и их принято считать равными. Для хрупких же материалов характерно суш,ественное различие между пределами прочности при растяжении сгпч.р и стич.с- Так, для чугуна [c.52]

Т. Екобори [6] выделяет следующие общие взаимосвязи этих характеристик 1) при комнатных температурах предел выносливости всегда наблюдается в тех сталях и чугунах, которые обладают ярко выраженным пределом текучести 2) при температурах ниже комнатной зависимости от температуры предела выносливости и предела текучести подобны 3) при повышенных температурах не наблюдается ни предела выносливости, ни физического предела текучести 4) предел выносливости и долговечность достигают максимальных значений в интервале температур от 200 до 350 °С и в этом сходство предела вьшосливости и предела текучести при растяжении (это сходство, а также то, о котором пойдет речь в следующем пункте, можно объяснить протеканием деформационного старения) 5) сильное уменьшение содержания углерода приводит к одновременному снижению предела вьшосливости и предела текучести 6) пределы вьшосливости и текучести имеют подобную зависимость от размера зерна 7) пластическая деформация происходит при циклических [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...