Основные свойства металлов, их характеристика и методы определения

О возможности использования металлов судят прежде всего по их свойствам: механическим; технологическим и эксплуатационным. К механическим свойствам относят: прочность; твёрдость; пластичность; ударная вязкость. Прочность материала – это его способность сопротивляться пластической деформации и разрушению под действием статических и динамических нагрузок. В зависимости от вида нагрузок различают прочность на: растяжение; сжатие; кручение; изгиб. Основными являются испытания металлов на растяжение. при этом растяжение под силой F подвергают образец начальной длины l₀. Отношение нагрузки F к площади поперечного сечения наз. напряжением: σ=F/S₀. Свойство металлов под действием внешних сил изменять без разрушения свои форму и размеры наз. пластичностью: δ=(l-l₀)/l₀*100%. Чем пластичнее металл, тем меньше модуль упругости: Е=σ/δ. Твёрдость металла – это его способность сопротивляться проникновению другого более твёрдого тела. Существуют 2 основных способа определения твёрдости: 1.способ Бриннеля; 2.способ Роквелла. Первым методом испытывают на твёрдость сравнительно мягкие металлы (цв.металлы и сплавы, мягкие стали). В поверхность металла вдавливают стальной закалённый шарик диаметром 10мм под постоянной нагрузкой F =30000Н. Шарик оставляет на поверхности вмятину диаметром d. По этой вмятине и судят о твёрдости. Обозначается: НВ, напр. НВ170. Метод Роквелла используют при испытании твёрдых закалённых сталей. При этом в поверхность вдавливают алмазный конус с углом при вершине 120⁰. Твёрдость сразу указывается на шкале прибора. Число твердости по Роквеллу: HRC, напр. HRC 45. Технологические свойства характеризуют способность металлов подвергаться различным способам горячей и холодной обработки. Основные: 1)обрабатываемость резанием (способность поддаваться разл. операциям механической обработки); 2)литейные свойства: жидкотекучесть (способность точно воспроизводить внутренние очертания литейной формы), усадка (способность расплавов уменьшаться в размерах при охлаждении), газопоглощение и ликвация (хим.неоднородность в разл. частях отливки); 3)свариваемость (способность образовывать качественные сварные соединения при разл. способах сварки); 4)ковкость (способность необратимо изменять форму). Работоспособность конструкции определяется эксплуатационными свойствами: износостойкость, жаропрочность и жаростойкость, способность сохранять свои свойства во времени, стойкость к атмосферным воздействиям и т.п.