Что такое усталость? Предел выносливости? При каких видах нагружения они определяются?

Процесс постепенного накопления напряжений в материале при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещин и разрушению, называется усталостью. Свойство материала противостоять усталости называется выносливостью. Оно характеризуется пределом выносливости, под которым понимают предельное напряжение, которое не вызывает разрушения образца при любом числе циклов.

Для определения предела выносливости испытывают не менее 15 образцов, по результатам измерений строят диаграмму усталости, и по ней определяют предел выносливости. Такая методика относится к испытаниям на многоцикловую усталость, когда используется большая база испытаний до 10⁸ циклов, и высокая частота нагружения - до 300 Гц.

Разрушение материалов при усталости отличается от разрушения при однократных нагрузках. Оно характеризуется отсутствием в изломе внешних признаков пластической деформации. То есть излом имеет характер хрупкого излома. На начальной стадии испытания при циклическом нагружении начинается зарождение микротрещин. Затем они развиваются, и наиболее благоприятно расположенная трещина по отношению к действующим напряжениям распространяется по сечению образца.

Что такое прочность? Почему техническая прочность ниже теоретической?

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок, а также необратимому изменению формы; она оценивается пределом прочности и пределом текучести. Теоретическая прочность рассчитывается по формуле

τ_теор = G / 2π

Техническая определяется значениями механических свойств из диаграмм растяжения. Техническая прочность значительно ниже теоретической - это связано с наличием в металле несовершенств. Повысить прочность металла - значит продлить срок эксплуатации машин, оборудования, уменьшить их массу, улучшить надёжность, повысить долговечность, экономичность и снизить металлоёмкость.

Какие методы можно использовать для повышения упрочнения металлов и сплавов?

Методы, используемые для упрочения металлов и сплавов можно определить как следующие:

- легирование

- термическая обработка

- химикотермическая обработка

- пластическое деформированные

- термомеханическая обработка

- композиционные и многослойные материалы

- порошковые и гранулированные материалы.

Все эти способы позволяют улучшить те или иные характеристики: особенно увеличивается прочность.