Меню

Что такое отрыв металла



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отрыв — металл

Отрыв металла при микроударном воздействии происходит только в том случае, когда отдельные микроучастки или зерна ( субзерна) имеют благоприятную для отрыва ориентацию. В связи с этим для эрозионного процесса большое значение имеет образование на поверхности металла деформационного рельефа и очагов разрушения. Такие очаги возникают на поверхности металла в тех местах, где зерна благоприятно ориентированы по отношению к действующим силам. [2]

В период отрыва металла деформация проникает на относительно небольшую глубину поверхностного слоя ( до 80 мм) и зависит от интенсивности микроударов жидкости, а также от природы испытуемого материала. [3]

Примеси и укрупнение зерна обычно понижают сопротивление отрыву металла , мало зависящее от темп-ры. [4]

Примеси и укрупнение зерна обычно понижают сопротивление отрыву металла , мало зависящее от теми-ры. [5]

Кроме того, при низком значении сопротивления отрыву металла шва узкая разделка может оказаться опасной с точки зрения хрупкого разрушения. В таких случаях лучше, наоборот, повышать пластичность и энергоемкость соединения за счет некоторого расширения разделки ( увеличения углов скоса кромок и зазоров в корне шва), добиваясь в необходимых случаях должного уровня прочности за счет увеличения в разумных пределах рабочего сечения шва. [6]

Вследствие растягивания сложного комплексного иона из-за электростатических сил отрыв металла облегчается. [7]

Рост цепи идет за счет конденсации с последующим гидрированием, дегидро-ксилированием и отрывом металла и с образованием нормальных углеводородов. [8]

При глубокой протяжке полированного стального листа блеск его не уменьшается; также предотвращается отрыв металла протяжным инструментом и налипание его на другие участки поверхности. При деформации листового изделия без заметного уменьшения его толщины могут быть использованы цинкфосфатные пленки с бил 1 — 3 мкм. [9]

Хромирование поршневых колец повышает срок службы цилиндров, так как гладкая твердая поверхность хромированного кольца уменьшает интенсивность отрыва металла и оксидной пленки при коррозийном износе цилиндра и исключает вдавливание абразива в поверхность кольца при абразивном изнашивании, благодаря чему уменьшается темп съема металла с цилиндра. Хромируют обычно только первое, наиболее изнашиваемое кольцо, накладывая слой хрома толщиной 0 1 — 0 15 мм и делая наружный слой пористым. Остальные кольца для лучшей прирабатываемости их к цилиндру подвергают лужению. [10]

Поступление в дисперсную среду продуктов разрушения электродов происходит в результате испарения металла электрода под действием резистивного нагревания, электрохимического травления, отрыва металла электрода в сильном электрическом поле пондеромоторными силами. [11]

Это вызывает в зоне контакта с породой отрыв металла зуба путем среза. Наряду с отрывом металла в результате многократной пластической деформации происходит выкрашивание в результате повышенной хрупкости поверхностных слоев металла зуба. [12]

Испытание проводят при температуре 20 5 С. Образец закрепляют в приспособлении, включают разрывную машину и производят отрыв металла от резины, фиксируя максимальную нагрузку, при которой разрушился образец. Для испытания при повышенной температуре в термостате разрывной машины устанавливают заданную температуру. Время прогрева образцов перед испытанием не менее 10 — 15 мин. [13]

Процесс резания металлов всегда сопровождается значительным теплообразованием. Тепло возникает в зоне стружкообразо-вания из-за пластического деформирования, сдвигов и отрыва металла ( внутреннее тепло); трения стружки о переднюю поверхность инструмента и задних поверхностей инструмента о заготовку. Благодаря большой скорости перемещения стружки по передней поверхности инструмента и трения задней поверхности о заготовку в зоне контактов концентрируется большое количество тепла, разогревая прирезцовый слой стружки до температуры 800 — 1200 С. Металл переходит в пластическое состояние, вследствие чего создаются условия для трения скольжения. [14]

Изменение условий реакции приводит к изменению скорости выхода углерода и, соответственно, к построению нитевидного кристалла диаметром, отличающимся от первоначального. Это является причиной нарушения когерентности границ существующего и вновь образованного кристалла и, как следствие, отрыва металла от углеродной нити и прекращения ее роста. На оторвавшемся фрагменте металла имеются продукты развития волокна с первоначальным и изменившимся диаметром, поэтому рост основной нити не происходит. Этот кусочек металла является центром образования только вторичных нитей, диаметр которых на порядок ниже, чем первичных, и их вклад в общее количество образовавшегося углерода соответственно на порядок ниже. [15]

Источник

Предел прочности материалов (разрыв металлов) при растяжении и сжатии: что это такое, виды, фото

При строительстве объектов обязательно необходимо использовать расчеты, включающие подробные характеристики стройматериалов. В обратном случае на опору может быть возложена слишком большая, непосильная нагрузка, из-за чего произойдет разрушения. Сегодня поговорим о пределе кратковременной прочности материала при разрыве и натяжении, расскажем, что это такое, его определение и обозначение, как работать с этим показанием.

Читайте также:  Люстра металл с белыми плафонами

Что это значит

ПП – будем использовать это сокращение, а также можно говорить об официальном сочетании «временное сопротивление» – это максимальная механическая сила, которая может быть применена к объекту до начала его разрушения. В данном случае мы не говорим о химическом воздействии, но подразумеваем, что нагревание, неблагоприятные климатические условия, определенная среда могут либо улучшать свойства металла (а также дерева, пластмассы), либо ухудшать.

Ни один инженер не применяет при проектировании крайние значения, потому что необходимо оставить допустимую погрешность – на окружающие факторы, на длительность эксплуатации. Рассказали, что называется пределом прочности, теперь перейдем к особенностям определения.

Как производится испытание

Изначально особенных мероприятий не было. Люди брали предмет, использовали его, а как только он ломался, анализировали поломку и снижали нагрузку на аналогичное изделие. Теперь процедура гораздо сложнее, однако, до настоящего времени самый объективный способ узнать ПП – эмпирический путь, то есть опыты и эксперименты.

Все проверки проходят в специальных условиях с большим количеством точной техники, которая фиксирует состояние, характеристики подопытного материала. Обычно он закреплен и испытывает различные воздействия – растяжение, сжатие. Их оказывают инструменты с высокой точностью – отмечается каждая тысячная ньютона из прикладываемой силы. Одновременно с этим фиксируется каждая деформация, когда она происходит. Еще один метод не лабораторный, а вычислительный. Но обычно математический анализ используется вместе с испытаниями.

Определение термина

Образец растягивается на испытательной машине. При этом сначала он удлиняется в размере, а поперечное сечение становится уже, а затем образуется шейка – место, где самый тонкий диаметр, именно здесь заготовка разорвется. Это актуально для вязких сплавов, в то время как хрупкие, к ним относится чугун и твердая сталь, растягиваются совсем незначительно без образования шейки. Подробности посмотрим на видео:

Виды ПП

Временное сопротивление разрыву определяют по различным воздействиям, согласно этому его классифицируют по:

  • сжатию – на образец действуют механические силы давления;
  • изгибу – деталь сгибают в разные стороны;
  • кручению – проверяется пригодность для использования в качестве крутящегося вала;
  • растягиванию – подробный пример проверки мы привели выше.

Предел прочности на растяжение стали

Стальные конструкции давно заменили прочие материалы, так как они обладают отличными эксплуатационными характеристиками – долговечностью, надежностью и безопасностью. В зависимости от применяемой технологии, он подразделяется на марки. От самой обычной с ПП в 300 Мпа, до наиболее твердой с высоким содержанием углерода – 900 Мпа. Это зависит от двух показателей:

  • От способов термообработки – отжиг, закалка, криообработка.
  • Какие примеси содержатся в составе. Одни считаются вредными, от них избавляются для чистоты сплава, а вторые добавляют для укрепления.

Предел прочности материала: что называют текучестью

Новый термин обозначается в технической литературе буквой Т. Показатель актуален исключительно для пластичных образцов и показывает, как долго он может деформироваться без увеличения на него внешней нагрузки.

Обычно после преодоления этого порога кристаллическая решетка сильно меняется, перестраивается. Результатом выступают пластические деформации. Они не являются нежелательными, напротив, происходит самоупрочнение сплава.

Усталость стали

Обозначается буквой R. Это аналогичный параметр, то есть он определяет, какая сила может воздействовать на элемент, но не в единичном случае, а в цикле. То есть на подопытный эталон циклично, раз за разом действуют определенные давления. Среднее количество повторений – 10 в седьмой степени. Именно столько раз металл должен без деформирования и потери своих характеристик выдержать воздействие.

Если проводить эмпирические испытания, то потребуется множество времени – нужно проверить все значения векторной величины, прикладывая ее по множеству циклов. Поэтому обычно коэффициент рассчитывается математически.

Предел пропорциональности

Это показатель, определяющий длительность оказываемых нагрузок к деформации тела. При этом численные характеристики должны изменяться в разный степени по закону Гука. Простыми словами: чем больше оказывается сжатие (растяжение), тем сильнее деформируется образчик.

Параметр каждого из них находится между абсолютной и классической упругостью. То есть если изменения обратимы, после того как сила перестала действовать (форма прежняя – пример, сжимание пружины), то такие качества нельзя называть пропорциональными.

Как определяют свойства металлов

Проверяют не только то, что называется пределом прочности, но и такую характеристику стали как твердость. Испытания проводят следующим образом: в образец вдавливают шарик или конус из алмаза – наиболее прочной породы. Чем крепче материал, тем меньше след остается. Более глубокие, с широким диаметром отпечатки остаются на мягких сплавах. Еще один опыт – на удар. Воздействие оказывается только после заранее сделанного надреза на заготовке. То есть разрушение проверяется для наиболее уязвимого участка.

Читайте также:  Прием цветных металлов юзао

Механические свойства

Различают 5 характеристик:

  • Пластичность – это возможность деформироваться, менять форму, но сохранять внутреннюю структуру.
  • Твердость – готовность встретиться с более твердым материалом и не получить значительных ущербов.
  • Ударная вязкость – способность сопротивляться ударам.
  • Усталость – длительность сохранения качеств под воздействием цикличных нагрузок.
  • Предел прочности стали при растяжении и на разрыв – это обозначение временного сопротивления внешним силам, напряжения (МПа), возникающего внутри.

Классы

Все категории записаны в нормативных документах – ГОСТах, по ним все российские предприниматели изготавливают любой металлопрокат и прочие металлические изделия. Вот соответствие обозначения и параметра в таблице:

Класс Временное сопротивление, Н/мм2
265 430
295 430
315 450
325 450
345 490
355 490
375 510
390 510
440 590

Видим, что для некоторых классов остаются одинаковыми показатели ПП, это объясняется тем, что при равных значениях у них может различаться текучесть или относительное удлинение. В зависимости от этого возможна различная максимальная толщина металлопроката.

Формула для механического напряжения

R с индексом «у» – обозначение данного параметра в физике. Рассчитывается как ПП (в записи – R) поделенное на плотность – d. То есть этот расчет имеет практическую ценность и учитывает теоретические знания о свойствах стали для применения в жизни. Инженеры могут сказать, как меняется временное сопротивление в зависимости от массы, объема изделия. Логично, что чем тоньше лист, тем легче его деформировать.

Формула выглядит так:

Здесь будет логичным объяснить, в чем измеряется прочность материала и что понимается под удельным пределом прочности металла. В Н/мм2 – это вытекает из предложенного алгоритма вычисления.

Использование свойств металлов

Два важных показателя – пластичность и ПП – взаимосвязаны. Материалы с большим первым параметром намного медленнее разрушаются. Они хорошо меняют свою форму, подвергаются различным видам металлообработке, в том числе объемной штамповке – поэтому из листов делают элементы кузова автомобиля. При малой пластичности сплавы называют хрупкими. Они могут быть очень твердыми, но при этом плохо тянуться, изгибаться и деформироваться, например, титан.

Сопротивление

  • Нормативное – прописано для каждого типа стали в ГОСТах.
  • Расчетное – получается после вычислений в конкретном проекте.

Первый вариант скорее теоретический, для практических задач используется второй.

Пути увеличения прочностных характеристик

Есть несколько способов это сделать, два основных:

  • добавка примесей;
  • термообработка, например, закал.

Иногда они используются вместе.

Общие сведения о сталях

Все они обладают химическими свойствами и механическими. Ниже подробнее поговорим о вариантах увеличения прочности, но для начала представим схему, на которой представлены все разновидности:

Также посмотрим более подробное видео:

Углерод

Чем больше углеродность вещества, тем выше твердость и меньше пластичность. Но в составе не должно быть более 1% химического компонента, так как большее количество приводит к обратному эффекту.

Марганец

Очень полезная добавка, но при массовой доле не более двух процентов. Обычно Mn добавляют для улучшения качеств обрабатываемости. Материал становится более подвержен ковке и свариванию. Это объясняется вытеснением кислорода и серы.

Кремний

Эффективно повышает прочностные характеристики, при этом не затрагивая пластичность. Максимальное содержание – 0,6%, иногда достаточно и 0,1%. Хорошо сочетается с другими примесями, в совокупности можно увеличить устойчивость к коррозии.

Азот и кислород

Если они попадают в сплав, но ухудшают его характеристики, при изготовлении от них пытаются избавиться.

Легирующие добавки

Также можно встретить следующие примеси:

  • Хром – увеличивает твёрдость.
  • Молибден – защищает от ржавчины.
  • Ванадий – для упругости.
  • Никель – хорошо влияет на прокаливаемость, но может привести к хрупкости.

Эти и другие химические вещества должны применяться в строгих пропорциях. В статье мы рассказали про предел прочности металла (кратковременное сопротивление материала) – что это, формулы, как определяется и обозначается сигма при растяжении и сжатии в единицах измерения. А также дали несколько таблиц, которыми можно пользоваться при работе. В качестве завершения давайте посмотрим видеоролик:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Источник

Сопротивление разрушению. Отрыв и срез.

Сопротивление разрушению. Отрыв и срез.

  • Сопротивление разрушению. Разрыв и разрез. A. давление сжатия само по себе не может вызвать разрушение материала. В связи с этим для разрушения материала в течение длительного времени необходимо было различать два вида сопротивления материала разрушению, 1) как явление разделения под действием удлинения деформации или преимущественно вертикального растягивающего напряжения, и 2) исходя из этих представлений в основном о действии тангенциального напряжения: сопротивление разрыву и сопротивление сдвигу. До недавнего времени считалось, что каждый материал обладает только своего рода сопротивлением разрушению или отслаиванию, или своего рода сопротивлением
Читайте также:  Вилочковую железу внешняя или внутренняя секреция

резанию. Однако такой односторонний взгляд на явление разрушения не позволил найти общего решения проблемы прочности материала. Напротив, в последние годы (см.§§ 250 и 252), в зависимости от условий, в которых помещается каждый материал, он разрушается как путем разделения, так и путем резки, а следовательно, и обоими видами обработки. Этот новый взгляд на проблему разрушения способствовал разрешению сопротивления разрушению [§ 249]. Ломать и резать 777 Много противоречий и неясностей возникло

при рассмотрении феномена разрушения на основе прежних представлений. Поэтому данный взгляд на современном этапе Людмила Фирмаль

развития учения о прочности материала следует считать наиболее правильным. Из сказанного ясно, что два типа проблем разрушения материала требуют детального рассмотрения—разделение и сдвиг. Самая старая теория-это теория разрушения материала нормальным напряжением или развития критической деформации растяжения. Возможность разрушения материала за счет разделения, многократно подтвержденная экспериментами, пока не вызывает сомнений. Напротив, в последние годы многие ученые расходуют средства из-за разделения всех случаев материального разрушения. В принципе, в одних случаях возможно хрупкое разделение-без остаточной деформации, в других-с вязким разделением, деформация

пластической более или менее существенная(-252, например, в некоторых бронзовых и алюминиевых сплавах экспериментально установлено, что остаточная деформация также может разрушаться примерно на 20%). Уточнены характеристики сопротивления отрыву хрупких неметаллических материалов. Поэтому при растяжении образца из хрупкого материала (стекло, пластик, бетон, камень) их разрушение происходит, как правило, под местом, перпендикулярным оси образца, т. е. скручивание, разрушение трещины такого же образца, примерно под углом 45°к оси образца, образец вводится в эксплуатацию, лагерь в е. снова. Направление перпендикулярно большому напряжению растяжения. При сжатии призмы из хрупкого материала разрушение начинается с появления трещин, параллельных направлению сжимающей силы и поэтому

  • перпендикулярных направлению растягивающей деформации(см. рис.32). Очень трудно получить разрыв-устойчивые свойства пластичных материалов, тест вообще не может пройти через этап пластической деформации, поэтому, прежде чем серьезный трещиноватость контакта происходит путем резать, в нормальном тесте этих материалов, трудно определить сопротивление трещиноватости пластичного материала от усилия трещиноватости (ножниц) гораздо ниже чем сопротивление разрыва. условия испытаний, которые предполагали бы значительное увеличение сопротивления резанию, практически не меняя характеристик сопротивления разрыву (напряженное состояние При комнатной температуре и при нормальной скорости испытания отрывное разрушение большинства пластических материалов можно было

наблюдать только при всестороннем равномерном растяжении, но таких реакций не наблюдалось. В других напряженных условиях, близких к равномерному растягиванию многоборья, сопротивление разрыву практически не зависит от изменения скорости деформации и температуры испытания по некоторым экспериментальным данным только в некоторых пластических материалах, а также по некоторым экспериментальным данным, которые помогли в динамических испытаниях при низких температурах. В результате динамического испытания при низких температурах с использованием известного приближения показано, что определены характеристики сопротивления отрыву в обычных условиях. Но сила этого положения 778 материала[гл. XXXVIII Его можно использовать для испытывать только некоторые

пластичные металлы (так называемые холодн-ломая металлы). В связи с этим значение сопротивления разрыву для многих пластических Людмила Фирмаль

материалов до сих пор не установлено. Многие случаи разрушения вследствие разрыва по одинаковым причинам могут быть отнесены как к действию большого растягивающего напряжения, так и к возникновению большой растягивающей деформации. Таким образом, эти случаи объясняются как с точки зрения теории максимального нормального напряжения, так и на основе теории максимального удлинения, близкой к ней в физическом смысле. Используя теорию максимального нормального напряжения для объяснения явления разрушения материала при отрыве, можно

получить истинное сопротивление отрыву при максимальном растягивающем напряжении в материале при разрыве.: * ^ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ. =Ш а с? RA3 re = RAZR. Для той же цели, что и теория максимального удлинения, необходимо было бы выразить свойства сопротивления отрыву через максимальную деформацию удлинения: max£RAZR. =е1разр. Это не совсем удобно. Связь между напряжением и деформацией(§ 40):H=[^i-P-+o») или Eei=-p(

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник