ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

Теоретическая и техническая прочность металлов. [c.159]

Различают теоретическую и техническую прочность металла. При определении теоретической прочности предполагают, что исследуемый монокристалл имеет идеальную кристаллическую решетку, деформируется до момента разрушения упруго и разрушается хрупко, без пластической деформации. Техническая, или наблюдаемая, прочность определяется непосредственно экспериментом на реальных образцах со всеми присущими им дефектами. [c.29]

Что такое теоретическая и техническая прочности металлов Чем объясняется существенное различие в их величинах [c.32]

Эффективное использование резервов заложенных в материалах свойств приобретает актуальнейшее значение на современном этапе. О величине таких резервов достаточно красноречиво свидетельствует, например, теоретическая оценка прочности твердых тел, в частности металлов. Так, прочность металлов на разрыв (при всестороннем растяжении) может достигать нескольких сотен и тысяч килограмм-сил на 1 мм [1]. Прочность же промышленных металлов и сплавов обычно составляет 10—100 кгс/мм2. "Такая большая разница между значениями теоретической и технической прочности обусловлена наличием в реальном материале различных дефектов микроскопических — точечных (вакансии, межузельные атомы, примесные атомы в твердых растворах), линейных (дислокации), двухмерных (поверхностные и двойниковые границы, дефекты упаковки, межзеренные границы в поликристалле) и макроскопических (включения других фаз, поры, трещины и пр.). [c.6]

Значения теоретической и технической прочности для некоторых чистых отожженных металлов [c.30]

Изложенное выше показывает, что техническая прочность металла оказывается в сотни и даже тысячи раз меньше теоретической. [c.12]

Интенсивные исследования в области получения чистых металлов позволили еще в 30-х годах академикам Журкову С. Н. и Александрову А. П. достигнуть чрезвычайно высокой-технической прочности на кварцевых нитях (ств=13-10 МПа), а на стеклянных нитях техническая прочность равнялась ств = 6-10 МПа. Позднее в физико-техническом институте им. Иоффе профессором Степановым А. В. были получены нитевидные монокристаллы ( усы ) некоторых металлов с прочностью около 10000 МПа. Если учесть, что прочность конструкционных сталей колеблется в пределах 300- 800 МПа, то огромная разница в прочности налицо исправление дефектной структуры кристаллов увеличивает их прочность на несколько порядков и приближает ее к теоретическому значению, которое можно приближенно считать равным ав(Т)—. 0,1Е. [c.328]

Теоретическая прочность металлов, определяемая силами межатомной связи в кристаллической решетке, в сотни и тысячи раз превышает их техническую (реальную) прочность [c.24]

Принято различать техническую и теоретическую прочность металлов. [c.110]

Теоретическое значение прочности, рассчитываемое по указанной формуле, в 100—1000 раз больше технической прочности. Это связано с дефектами в кристаллическом строении, и прежде всего с существованием дислокаций. Прочность металлов не является линейной функцией плотности дислокаций (рис. 77). [c.111]

За редкими исключениями, кристаллы и кристаллиты, образующие поликристаллы, обладают различными типами структурных дефектов. Знание типов, способов образования, а также влияния структурных дефектов на различные процессы и свойства твердых тел совершенно необходимо для современных специалистов по физике твердого тела. Понятие реальный кристалл чрезвычайно широко. При малой концентрации структурных несовершенств реальный кристалл в пределе переходит в идеальный, приобретая качественно новые свойства. При большом содержании дефектов реальный кристалл в пределе приобретает аморфную структуру и свойства, характерные для аморфного состояния. Воздействие на реальную структуру твердых тел является одним из способов управления их свойствами. Например, в зависимости от концентрации точечных дефектов коэффициент диффузии в металлах может меняться на семь порядков, в таком же диапазоне меняется электропроводность полупроводника. Техническая прочность твердых тел отличается от теоретической (предельной) на три-четыре порядка. Исключив возможность влияния несовершенств, можно реализовать теоретическую прочность. Каждому понятно, насколько это важно для практических целей. [c.6]

Увеличение прочности металла повышает надежность и долговечность машин (конструкций) и понижает расход металла на их изготовление вследствие уменьшения сечения деталей машин. Реально достигнутая прочность металла (техническая прочность) значительно ниже теоретической. [c.62]

Как видим, наблюдаемая техническая прочность иногда в сотни )аз меньше теоретической. Чем же объяснить такое явление лавными причинами того, что показатели технической прочности далеко не достигают соответствующих теоретических значений, являются наличие дефектов кристаллического строения металлов и сравнительная легкость развития пластической деформации. [c.31]

Совмещение термообработки с пластической деформацией ускоряет фазовые превращения и повышает пластичность без существенного снижения прочности. Это обусловлено реальной структурой металлов, искажения решеток в котором (точечные дефекты, дислокации и др.) снижают его техническую прочность в сотни раз по сравнению с теоретической. Термопластическая обработка [c.19]

Упрочнение поверхностной закалкой и способами химико-термической обработки повышает несущую способность и усталостную прочность машин. При этом следует иметь в виду, что при одинаковом структурном состоянии поверхностных слоев металла и разной их микрогеометрии предел выносливости металла меняется относительно мало. При одинаковой микрогеометрии и различном физическом состоянии поверхностного слоя предел выносливости изменяется значительно интенсивнее. В ряде случаев высокий технический эффект получается при защите предварительно упрочненных наклепом рабочих поверхностей деталей неметаллическими коррозионно-стойкими пленками. Для устранения вредного влияния структурной неоднородности поверхностных слоев и неравномерной их напряженности в результате термохимической или механической обработки (например, шлифования) рекомендуется производить наклеп поверхности деталей, прошедших химико-термическую обработку или шлифование, что значительно повышает их усталостную прочность и снижает поломки. Теоретические основы, связывающие свойства металлов изнашиваемых поверхностей деталей с условиями процессов изнашивания, показаны в работе [3]. [c.408]

В статьях рассматриваются вопросы становления и развития факультетов и кафедр, готовящих инженерные кадры по общему и химическому машиностроению и химической технологии, постановки научно-исследовательской работы на кафедрах механико-машиностроительного, фи-зико-технологического, химико-технологического факультетов и факультета химического машиностроения. Приведены основные научно-технические и теоретические результаты исследований по проблемам материаловедения, прочности, резания металлов, обработке давлением, сварке, литейному производству, процессам и аппаратам химической технологии, проблемам химического машиностроения и другим вопросам. [c.2]

Создание теоретических основ и средств технической диагностики является сравнительно новой отраслью научных и прикладных исследований и оно развивается на базе последних достижений в области физики металлов, их прочности, электроники, вычислительных машин и математики. [c.480]

Суммарное растягивающее усилие распределяется на стальную и алюминиевую части провода в зависимости от отношения площадей сечения и модулей упругости двух металлов, соответствующие формулы приводятся в технической литературе [2, 3]. Произведенные исследования сталеалюминиевых проводов показали, что фактическое распределение растягивающего усилия на стальную и алюминиевую части провода не соответствует классической теории распределения. Известно, что сталеалюминиевые провода выдерживают усилия до 70% прочности провода в целом, которые по классической теории должны были бы приводить к выводу из строя алюминиевой части, а их разрушение наступает при напряжении в стальном сердечнике, соответствующем его 1%-ному удлинению (см. выше 1-2). Это объясняется тем, что при увеличении нагрузки алюминиевая часть воспринимает меньшую долю усилия, а стальная — большую долю, чем получаемые по теоретическому распределению. Поэтому правильнее рассчитывать сталеалюминиевый провод по его сечению в целом и определять напряжения так же, как в монометаллических проводах, т. е. путем деления растягивающего усилия Т на суммарное сечение провода Р [c.52]

Курс Детали машин тесно связан с рядом общетехнических и общеобразовательных предметов математикой, которая дает законы и правила действий над постоянными и переменными величинами, указывает количественные соотношения между элементами фигур и тел (длин, площадей и объемов), воспитывает и прививает строгость и последовательность аналитического мышления физикой, освещающей основные законы природы и знакомящей с общими правилами и методами эксперимента теоретической механикой и теорией механизмов и машин, правила и законы которых позволяют определять действующие на деталь силы и законы движения деталей сопротивлением материалов, позволяющим рассчитывать детали на прочность, жесткость и устойчивость материаловедением технологией металлов и неметаллических материалов, сообщающих необходимые сведения о рациональном выборе материала детали и методах ее изготовления техническим (машиностроительным) черчением, дающим правила и законы оформления чертежей конструкций машин, отдельных деталей и сборочных единиц на листе бумаги. [c.8]

Несовершенства кристаллического строения металлов несомненно снижают большую прочность поликристаллов, так как скопления их создают очаги, где в первую очередь, уже при небольших приложенных усилиях начинается разрушение. К тому же для большинства металлов пластическое течение начинается при напряжениях, которые в несколько раз ниже теоретических. Может показаться, что само определение теоретической прочности ошибочно и не представляет практического интереса. На самом деле это не так. В специальных условиях удается выращивать нитевидные монокристаллы многих металлов, в том числе и железа, с правильным кристаллическим строением, близким к идеальному. Эти кристаллы, часто называемые в литературе усами , имеют диаметр несколько микрометров и длину — несколько миллиметров. Нитевидные кристаллы, отличающиеся почти идеальной правильностью строения, показали при испытаниях на растяжение весьма высокую прочность. Для чистых металлов были получены следующие значения о, кПмм Ре—1337 Си—311 Ag—176 1п—225. и значения сравнимы с теоретическими. Из сопоставления теоретической и технической прочности становятся очевидными неисчерпаемые возможности повышения прочности металлов и сплавов. [c.31]

Одной из основных научных и технических задач в области изучения физико-механических свойств и структуры следует считать создание на основе системного подхода методик, с цомош ью которых можно моделировать условия, максимально приближенные к реальным (например, одновременное воздействие высоких температур, агрессивных сред и напряжений). Такой подход позволит, в частности, проводить теоретические разработки в области разрушения композиции основной металл — покрытие , создать предиосылки для создания количественной и качественной теории прочности металлов с покрытиями с учетом эксплуатационных факторов [17]. [c.16]

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]

Отличительной особенностью всех методов, упрочняющих металл путем уве.пичения числа дефектов, является то, что, после их использования, при повышении температуры восстанавливается регулярность строения металла внутри зерен и прочность падает. Для предотвраш,ения этого падения прочности в самолетных и ракетных конструкциях, а также в газовых турбинах, где температура доходит до 1200—1500° С, ведется большой научно-технический поиск в направлении получения весьма высокой прочности металла за счет устранения из него дефектов. Высокая прочность идеальных по структуре (бездефектных) монокристаллов позволяет использовать весьма высокопрочные так называемые усы в композитных материалах. Устранение одной из категорий дефектов достигается за счет получения чистого (без примесей) металла путем применения вакуумной дистилляции, зонной плавки и разложения летучих соединений металлов. Устранение других дефектов, таких, как дислокации и их источники, не связанных с наличием примесей, достигается воздействием на металл высоких давлений, измеряемых тысячами и десятками тысяч атмосфер. По-видимому, устранение дефектов позволит получить металлы, прочность которых подойдет вплотную к теоретической. [c.297]

Физическая прочность кристаллического железа, не имеющего дефектов в решетке, определяется межатомными силами связи. При этом учитывается одновременное участие всех атомов кристалла в сопротивлении отрыву. Теоретические расчеты показывают необычайно высокие значения физической прочности металлов, в десятки и сотни раз иревосходящие величины, получаемые на технических материалах. [c.33]

Регулярные стандартизированные испытания агрегатов тем более необходимы, что теоретический расчет усталостной прочности деталей автомобиля является в значительной мере условным. Автомобиль эксплоатируется при переменном режиме, причем влияющие на срок службы факторы сочетаются в самых разнообразных комбинациях и создают громадный диапазон непрерывно меняющихся условий. Поэтому расчет деталей на усталость, произведенный как по максимальным, так и по приближенно выбранным средним действующим нагрузкам, имеет практическую ценность в том случае, если он подкреплен результатами соответствующих стендовых испытаний. Более того, известно, что даже весьма тщательный теоретический расчет конструкции при правильном выборе материала и термообработки отнюдь не обеспечивает высокого срока службы. Например, испытания более 400 задних мостов до разрушения от усталости показали, что концентрация напряжений, вызванная деформацией шестерен, подшипников и картера, искажением формы зубцов, штрихами от механической обработки и т. п., варьирует в столь широких пределах, что в значительной мере перекрывает влияние металла и термообработки. В упомянутой выше работе [4] описываются результаты испытания четырех одинаковых коробок передач, две из которых были выполнены одним заводом, две — другим, причем изготовление производилось по одинаковым чертежам и техническим условиям. Проверка изготовленных коробок обычными методами не выявила никакой разницы между ними. Тем не менее при испытании на стенде под полной нагрузкой коробки одного завода выдержали 2 часа, коробки другого завода—20 час. Следовательно, одни только, так сказать, технологические нюансы могут оказать громадное влияние на срок службы. [c.223]

Теоретическое значение прочности, рассчитываемое по указанной формуле, в 100—1000 раз больше технической прочности. Как мы уже отмечали ранее, это связано с дефектами в кристаллическом строепин и прежде всего с существованием дислокаци . Прочность металлов не является линейной функцией плотности дислокаций (рнс. 38). Как видно из рисунка, возможны два основных способа повышения прочности 1) создание металлов и сплавов с бездефектной структурой и 2) повышение плотности дефектов в том числе и дислокаций, а также структурных препятствий, затрудняющих движение дислокации. [c.66]

Для изучения курса Детали машин требуется знание следующих дисщшлин начертательной геометрии и машиностроительного черчения, на базе которых выполняются все машиностроительные чертежи теоретической механики и теории механизмов и машин, дающих возможность определять законы движения деталей машин и силы, действующие на эти детали сопротивления материалов - дисциплины, на основе которой производятся расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость технологии металлов и технологии машиностроения, позволяющих производить для деталей машин выбор наивы-годнейших материалов, форм, степени точности и шероховатости поверхностей, а также технических условий изготовления. [c.4]

Второе, диаметрально противоположное направление, стремящееся к увеличению степени неоднсфодности и числа искажений кристаллической решетки, разумеется, нс позволяет приблизиться к теоретической прочности, но может существенно повысить реальную прочность технических металлов (рис. 85). Пределом является плотность дислокаций порядка 10 см , когда расстояния между дислокациями приближаются к межатомным, атомно-кристаллическая решетка сильно искажается, вследствие чего прочность падает. Первым этапом на этом пути являются легирование и термообработка, упрочняющий эффект которых в сущности сводится к увеличению плотности дислокаций. [c.174]

КИМ образом, используя экспериментально-теоретический метод и метрологически аттестованные средства НК, можно получить замкнутую систему параметров, достаточную для оценки остаточной прочности, коррозионной стойкости металлов и расчета ресурса трубопроводов, исходя из их технического состояния. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...