Влияние различных факторов на механические свойства материалов

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ [c.111]

Влияние различных факторов на механические свойства материалов [c.120]

Влияние различных факторов на механические свойства материалов. Экспериментами установлено, что при повышении скорости нагружения и скорости деформирования повышаются предел текучести и предел прочности. При повышении температуры особенно ощутимой является ползучесть (см. 3.9). При высоких температурах более явственными становятся вязкие (пластические) свойства, тогда как при пониженных температурах наблюдается охрупчивание. Существенно влияние на механические свойства металлов химического состава. Например, малые легирующие добавки (хром, никель, молибден и др.) изменяют механические свойства сталей, дают возможность создавать материалы с высокой проч- [c.142]

Настоящая глава посвящена механическим свойствам материалов, определяемым в эксперименте. Кроме того, обсуждаются некоторые явления, происходящие в материалах в связи с деформированием их и появлением в них напряжений. Для одной из основных групп материалов — металлов —даны в минимальном объеме сведения о физической природе деформаций и механизма разрушения, отражающие дискретность строения материи. Значительное внимание уделено влиянию различных факторов на механические свойства материалов и различным видам испытаний материалов. Описаны некоторые особенности групп и отдельных материалов. [c.223]

Влияние различных факторов на механические свойства материалов. Существенное влияние на механические свойства материалов могут оказывать такие факторы, как изменение температуры, технологические условия обработки при высоких температурах, радиоактивное облучение, скорость нагружения и пр. [c.63]

I. Предварительные замечания. В 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости) отмечалось, что, [c.298]

Универсальная гидравлическая машина МУГ-500 производства Армавирского завода предназначена для статических испытаний различных конструкций и образцов больших размеров и позволяет установить пределы допустимых напряжений в конструкциях, исходные данные для уточнения методов расчета отдельных связей и сборочных единиц конструкций, а также влияние различных физико-механических свойств материалов, технологических факторов на прочность и устойчивость конструкций. [c.247]

Начиная с последних лет XIX столетия, все возрастающее внимание отечественных и зарубежных материаловедов уделяется разработке способов и созданию аппаратуры, обеспечивающих возможность прямого изучения микроскопического строения и свойств металлов и сплавов, подвергаемых различным режимам нагрева и механического нагружения. Этот интерес связан с тем, что именно под влиянием температурно-временного фактора, например, в стали, являющейся одним из основных материалов современного машиностроения, протекают полиморфные превращения, а также происходят процессы рекристаллизации, отпуска, старения и отжига, определяющие уровень прочностных свойств изделий. В зависимости от температуры испытания или эксплуатации и режимов предварительной термической механической и. термомеханической обработки и скорости нагружения инициируются и развиваются в поликристаллических материалах механизмы внутри- и межзеренной деформации, сказывающиеся на эксплуатационных свойствах материалов. [c.5]

На величину пластической деформации, которую можно ДОСТИЧЬ без разрушения (предельная деформация), оказывают влияние многие факторы, основные из которых — механические свойства металла (сплава), температурно-скоростные условия деформирования и схема напряженного состояния. Последний фактор оказывает большое влияние на значение предельной деформации. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напряжений и увеличении сжимающих. В этих условиях (схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы типа мрамора могут получать пластические деформации. Схемы напряженного состояния в различных процессах и операциях обработки давлением различны, вследствие чего для каждой операции, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации. [c.54]

Предполагается, что, кроме названных выше основных эффектов, связанных с наличием окалины, на свойства материала подложки вблизи поверхности могут влиять и другие поверхностные факторы. В частности, модуль упругости и параметры решетки очень тонкого ( 30 А) приповерхностного слоя могут изменяться в результате адсорбции атомов газовой фазы [114]. На подобные эффекты ссылаются при объяснении ухудшения механических свойств поверхностных слоев некоторых неметаллических твердых материалов под влиянием адсорбции во влажных средах [136]. Наглядной иллюстрацией служит рис. И, где представлены данные об уменьшении временного сопротивления серебряной проволоки при высоких температурах в атмосферах различных газов (изменения наиболее велики в случае более тонкой проволоки) [137]. [c.31]

Различные факторы воздействия ядерного взрыва могут вызвать изменение свойств композиционных материалов. Конструктор должен учитывать влияние температуры, избыточного давления и радиации, как и при любых тепловых воздействиях на материал. Для определения эксплуатационных свойств конструкций к ним должны быть приложены такие напряжения, которые испытывает система во время работы. Термоядерные факторы поражения выражаются в воздействии высокой энергии, кратковременной ударной волне и совместном действии избыточного давления и радиации, а также механических напряжений от обычных эксплуатационных нагрузок на систему. [c.290]

В ней рассмотрены нормальные процессы внешнего трения и влияние на их протекание факторов внешних механических нагрузок, среды и свойств материалов, а также условия возникновения различных отклонений от нормальных условий. [c.10]

Испытания проводят при различных видах напряженного состояния и различных температурах. Испытания могут быть выполнены при кратковременном или длительном приложении нагрузок, а также с учетом влияния среды, в которой происходит работа деталей машин и конструкций, технологии их изготовления и других факторов. Однако свойства материалов, определенные при простейших напряженных состояниях и на образцах, в значительной степени отличаются от свойств реальных деталей машин и конструкций при их натурных стендовых испытаниях или в процессе эксплуатации. Реальные детали машин и конструкции находятся иод действием сложной системы напряжений, часто имеют сложную конструктивную форму и для них экспериментально трудно определить напряжения, при которых начинаются пластические деформации или наступает процесс разрушения материала. Поэтому возможно большее приближение методов механических испытаний к работе реальных изделий является одной из основных задач, решение которых позволит повысить долговечность и надежность работы деталей машин и конструкций. [c.11]

Ранее бьшо сказано, что материалы паяемых конструкций могут подвергаться различным видам обработки перед пайкой, оказывающим влияние на их физико-механические свойства при пайке. Причем эти характеристики могут иметь существенные отличия, например из-за разницы размера зерна, фазового состава, концентрации фаз и морфологии их частиц и т.д., и тем большие, чем шире поле допуска, устанавливаемого при обработке заготовок. Так как практически каждый технологический, металлургический и другие факторы могут влиять на эффект охрупчивания, нами было предложено исследовать каждый из этих факторов. Испытания проводят также на образцах (см. рис. 7.7), однако на этапе, предшествующем испытаниям, материал образцов готовят, учитывая влияние того или иного фактора. Например, если необходимо оценить степень влияния размера зерна на кратковременную и длительную прочность материала, то в этом случае заготовки образцов перед испытаниями нагревают до температуры, при которой можно пол) чить заданный размер зерна, охлаждают и затем, зная величину зерна, проводят испытания. [c.466]

Исследования последних лет показали, что введение в полимер малых добавок других веществ, а также поверхностная химическая обработка полимерных материалов значительно повышают их эксплуатационные свойства. Ухудшение свойств полимерных материалов связано с тем, что в результате воздействия различных факторов постепенно снижается их молекулярный вес и происходит распад больших молекул. Особенно большое влияние на снижение химической стойкости и физико-механических показателей полимерных материалов оказывают процессы старения, заключающиеся в деструкции вещества (под деструкцией обычно понимают процессы, приводящие к уменьшению длины цепей или вообще размеров макромолекул). Деструкция происходит под действием тепла, света, элект- [c.335]

Влияние различных факторов на термическую усталость довольно противоречиво и с трудом поддается краткому резюмированию. Прежде всего отметим, что сопротивление термической усталости должны повышать все факторы, уменьшающие температурную деформацию, но без ухудшения полезных механических свойств. Сюда относятся уменьшение коэффициента линейного расширения и увеличение теплопроводности. Неоднократно отмечавшееся сильное влияние покрытий связано с их одновременным влиянием на тепловые и механические свойства. Нередко с изменением состава и структуры влияние теплофизических и механических свойств оказывается противоположным. Так, например, при переходе к более легированным сплавам прочость и жаропрочность обычно растут, но теплопроводность уменьшается. Для сопротивления термической усталости первое из этих изменений полезно, второе — вредно. Однако предварительное сопоставление материалов по их сопротивлению термической усталости весьма условно и потому часто оценку получают при испытаниях в условиях, близких к эксплуатационным. [c.223]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Кроме приводимых в технических справочниках обычных характеристик материалов, необходимых конструкторам при их выборе, а также технологам-машино-строителям при проектировании технологических процессов (химический состав и основные значения механических и физико-химических свойств), в настоящем томе приведены также сведения об основных особенностях, определяющих поведение металлов при пластической деформации и термической обработке, об изменении структуры под влиянием различных факторов, о влиянии легирующих элементов и условий зксплоатации на прочность и т. п. Следует указать, что все эти данные приобретают особое значение на фоне современного развития машиностроения и повышенных требований, предъявляемых в настоящее время к производственному и особенно к энергетическому оборудованию. [c.448]

I4l. Взаимодействие поверхностей трения уже случайно их микрогеометрия (шероховатость) может быть описана только при помощи функций распределения участков поверхности по высоте опорными кривыми [6]. Так как выступы на поверхностях имеют различную высоту и форму (не говоря уже о возможной неоднородности свойств материала), то и величина напряжений и деформаций, возникающих при их взаимодействии, также будет характеризоваться определенным спектром [17]. Сам процесс усталостного разрушения вследствие его природы также случаен [32]. В процессе износа, протекающего по усталостному механизму, возникает фрикционно-контактная усталость материалов. То, что в поверхностном слое в период разрушения наблюдаются физические, физико-химические, механо-химические и химические процессы (окисление, деструкция, фазовые переходы и т. п.), не противоречит представлениям об усталостной природе износа, а, наоборот, подтверждает их, так как аналогичные процессы происходят и при динамической усталости материалов (в обычном понимании этого явления). Современная флуктуационная теория прочности твердых тел 7] рассматривает в единстве влияние термических и механических факторов на вероятность флуктуации, приводящей к разрушению материала. Применительно к износу данный термоактивационный механизм разрушения подтверждается последними исследованиями 129]. Усталостная теория износа не исключает возможности разрушения в результате одного акта взаимодействия выступов шероховатых поверхностей трения, когда возникающие деформации или напряжения велики и достаточны, чтобы сразу наступило разрушение. При этом наблюдается абразивный износ (микрорезание) или износ в результате когезионного отрыва (схватывание). Но и в этих случаях характер взаимодействия и разрушения поверхностей случаен. Условия работы пары трения всегда характеризуются определенным спектром нагрузок, скоростей и подобных параметров, что также оказывает влияние на износ [17]. [c.6]

При участии автора книги в СССР были разработаны РД 50.344— 82 "Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) при циклическом нагружении", являющиеся первым межотраслевым нормативно-методическим документом по испытаниям металлов на трещиностойкость. Определяемые в соответствии с этими методическими указаниями характе 1стики могут быть использованы (наряду с другими характеристиками механических свойств) для суждения о сопротивлении материала развитию трещины и определения влияния на него различных металлургических, технологических и эксплуатационных факторов сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций контроля качества материалов оценки долговечности элементов конструкций на основании данных об их дефектности и напряженном состоянии установления Критерия неразрушающего контроля и анализа причин разрушения конструкций. [c.49]

Фитильные материалы, применяемые в узлах подпитки подшипников маслом, служат для удержания резервного запаса жидкого приборного масла в негерметичном объеме подпиточного узла. Масло удерживается в подпиточном узле при любом расположении его в пространстве за счет капиллярных сил, превышающих силу тяжести масла. При выборе материала фитиля учитывают условия эксплуатации изделий диапазон рабочих температур, атмосферное давление, внешние механические воздействия (ускорения, удары, вибрацию) и устойчивость к воздействию специальных факторов. В этих условиях эксплуатации фитиль1рлп материал должен сохранять свои капиллярные и механические свойства на протяжении заданного ресурса работы изделий. В качестве фитильных материалов используют капиллярно-пористые материалы различного назначения (например, тепло- и звукоза-щитные, электроизоляционные, фильтровальные и др.), не изменяющие своих размеров, формы, механических и капилярных свойств при эксплуатации в заданных условиях (табл. 14.12, 14.13). Удерживающая,способность фитильных материалов масла (нли их маслоемкость) в подпиточных узлах зависит как от конструкции подпиточного узла, так и от воздействия климатических и механических факторов. Из климатических факторов наиболее существенное влияние оказывает температура, из механических линейное ускорение. Дозирование масла для каждого конкретного конструктивного варианта подпиточного узла необходимо производить, основываясь на результатах его испы- [c.761]

Влияние структурных факторов и полимерной матрицы ва механические свойства. О важности учета влияния полимерной матрицы свидетельствуют данные экспериментов (табл. 9.16), полученные на двух различных в технологическом отношении типах матриц — эпоксидной ЭДТ-10 и фенолформальдегидной (ФН). Все материалы изготавливались по одной и той же схеме армирования, в которой распределение волокон по направлекиям X я у было одинаковым. [c.290]

Видимое проявление коррозионного растрескивания состоит в появлении трещин, которые напоминают хрупкое разрушение, поскольку их распространение сопровождается небольшой пластической деформацией. Коррозионное растрескивание, вызывающее в пластичном материале хрупкое разрушение, обусловлено действием определенной внентней среды, растягивающих напряжений достаточной величины п, как правило, спецификой металлургических факторов (химическим составом и структурой сплава). Состав, структура сплавов и свойства окружающей среды, которые оказывают определенное влняние на различные стадии процесса разрушения и которые рассматриваются в настоящем разделе, настолько многообразны, что трудно, если не сказать нереально, дать какое-либо простое объяснение влияния этих факторов для этого необходимо рассмотреть ряд различных механизмов. Однако это совсем не означает, что невозможна некоторая систематизация имеющихся в литературе но этому вопросу данных. Поэтому цель настоящего раздела состоит и том, чтобы показать, что на основе рассмотрения неирсрывиого ряда различных механизмов коррозионно-механического разрушения на отдельных этапах можно сформировать вполне определенные представления об обобщенном механизме коррозионного растрескивания [1]. Такой подход противоположен представлениям о неизменности механизма разрушения, следовательно, он помогает предположить существование специфических условий, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.228]

В заключение можно сказать, что важность эффектов межфаз-ного расслаивания и отрыва в композиционных материалах очень широко обсуждается в литературе [58—61] и в последующих главах им будет уделено соответствующее внимание. Однако следует помнить, что многие аспекты проблемы граничных явлений все еще находятся на стадии исследований и существуют различные мнения по этим вопросам. Одним из таких примеров служит выявление механизма разрушения композиционных материалов, в которых межфазное расслоение играет большую роль. Некоторые исследователи оспаривают правомерность широко распространенной концепции о межслоевой сдвиговой прочности для характеристики межфазной адгезионной прочности [64—65] и предлагают использовать межфазную энергию разрушения, позволяющую исключить, наряду с другими факторами, влияние геометрической формы и размеров образцов. Сталкиваясь с этими и многими другими еще нерешенными проблемами, необходимо помнить, что межфазные явления, как бы важны они не были, это только один из многих факторов, определяющих физические, механические и прочие свойства композиционных материалов. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...