Критерии оценки механических свойств при испытании металлов на растяжение

Классификация теплоносителей

По назначению: греющий, охлаждающий (хладоноситель), промежуточный теплоноситель; сушильный агент и т.д.

По агрегатному состоянию: однофазные (низкотемпературная плазма [пламя]; газы, неконденсирующиеся пары, их смеси; некипящие и неиспаряющиеся при рабочем давлении жидкости, их смеси; растворы; твердые материалы) и многофазные – кипящие, испаряющиеся жидкости; конденсирующиеся пары; плавящиеся твердые вещества; пены, аэрозоли; эмульсии; суспензии и др.

По диапазону рабочих температур: высокотемпературные; среднетемпературные; низкотемпературные, теплоносители, применяемые при криогенных температурах.

Понятие теплоемкости вещества

Различают среднюю и истинную удельную теплоемкости. Средняя удельная теплоемкость вещества – отношение количества теплоты, подведенного к единице массы вещества при опреде-ленном термодинамическом процессе, к изменению его температуры в интервале от T1 до T2. Ис-тинная удельная теплоемкость вещества – количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества при определенном термодинамическом процессе для того, чтобы нагреть ее на один градус.

Понятие удельной теплоты парообразования вещества

Удельная теплота парообразования – количество теплоты, которое необходимо подвести для испарения единицы массы вещества при заданных условиях (обычно используется теплота па-рообразования при н.у.).

Особенности конструктивного теплового расчета теплообменного аппарата

Конструктивный тепловой расчет выполняется при создании новой конструкции теплообменника или для осуществления выбора типоразмера аппарата из имеющейся номенклатуры.

Исходными данными расчета являются тепловая производительность аппарата или расходы теплоносителей, а также их начальные и конечные температуры. Результатом расчета является определение площади поверхности теплообмена, а также конструктивных характеристик теплообменника.

Особенности поверочного теплового расчета теплообменного аппарата

Поверочный тепловой расчет производится для оценки пригодности имеющейся конструкции теплообменного аппарата для определенных технологических условий или непроектных ре-жимов работы.

Исходными данными являются конструктивные характеристики теплообменника: площадь поверхности нагрева, количество и размеры теплообменных поверхностей их компоновка и взаимное расположение, а, кроме того, расходы теплоносителей и их начальные температуры. Результатом расчета является определение конечных температур теплоносителей и тепловой производительности аппарата.

Классификация сталей по химическому составу

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистая – сталь, свойства которой определяются содержанием в ней углерода. Легированная – сталь, свой-ства которой определяются содержанием в ней как углерода, так и других элементов, специально введенных в ее состав.

Классификация сталей по назначению

По назначению стали делят на:

1. конструкционные – применяются для изготовления строительных металлоконструкций, де-талей машин и аппаратов для работы при нормальной или невысокой (до 450 º) температуре и в неагрессивных средах;

2. стали с особыми свойствами – предназначены для работы в каких-либо специальных условиях (при повышенных температурах, в агрессивных средах и т.д.);

3. инструментальные – применяются в основном для изготовления инструментов и иногда для изготовления некоторых деталей машин.

Механические свойства конструкционных сталей

Работоспособность материала в изделии определяется комплексом его механических (прочность, пластичность и др.), физических, технологических и специальных свойств и зависит от химического состава и структурного состояния.

Прочность – свойство материала в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные нагрузки.

Пластичность – способность металла необратимо изменять, не разрушаясь, свою форму и раз-меры под действием внешней нагрузки и сохранять эти изменения после снятия нагрузки.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных ре-жимах и условиях.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления пре-дельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Критерии оценки механических свойств при испытании металлов на растяжение

А). Критерии прочности:

– предел прочности σв, МПа, – отношение наибольшей нагрузки, предшествующей разрушению образца к его начальной площади поперечного сечения;

– предел текучести σт, МПа, – отношение наименьшей нагрузки, при которой образец дефор-мируется без заметного ее увеличения к его начальной площади поперечного сечения.

Б). Критерии пластичности:

– относительное удлинение δ, %, – отношение приращения расчетной длины образца после разрыва к его начальной расчетной длине;

– относительное сужение Ψ, %, – отношение разности начальной площади и минимальной площади поперечного сечения образца после разрыва к его начальной площади поперечного сечения.

10. Специальные свойства стали:

– жаропрочность – способность материала выдерживать механические нагрузки без суще-ственной деформации и разрушения при повышенных температурах;

– жаростойкость – способность материала противостоять химическому разрушению поверх-ности под воздействием воздушной или газовой среды при высоких температурах;

– усталостная прочность – способность материала или конструкции сопротивляться действию циклических нагрузок;

– усталость – изменение механических и физических свойств материала вследствие действия циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций;

– хладноломкость – склонность материала к появлению (или значительному возрастанию) хрупкости при понижении температуры;

– радиационная стойкость – способность материала сохранять в определенных допустимых пределах размеры, структуру и свойства при длительном воздействии радиационных излучениий;

– коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться коррозионному воздей-ствию среды.

Чугун, виды чугуна

Чугун – многокомпонентный железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 2,7–4,3%. Чугун – наиболее распространенный материал для изготовления отливок благодаря хорошим техно-логическим свойствам и относительной дешевизне.

Различают белый, серый, высокопрочный и ковкий чугуны.

Белый чугун очень тверд и хрупок, очень плохо обрабатывается резанием. Используется практически только для получения ковких чугунов.

Серый чугун маркируется буквами СЧ и цифрами, показывающими временное сопротивление при растяжении, МПа·10–1 (кгс/мм2). У серых чугунов хорошие технологические и прочностные свойства, и они чаще всего применяются как конструкционный материал. Отливки из чугуна до-пускается применять при температуре стенки от –15 до +300 ºС при давлении не более 10 МПа.

Высокопрочный чугун обозначается буквами ВЧ и цифрами, показывающими временное сопротивление при растяжении, МПа·10–1 (кгс/мм2). Ориентировочно высокопрочном чугуне содержит-ся углерода 2,7–3,6%, кремния 0,8–3,8%, меди 0,3–0,6%, никеля 0,4–0,8%. Сочетание повышенной прочности и достаточной пластичности высокопрочных чугунов позволяет изготовлять из них ответственные изделия, например, коленчатые валы, корпуса насосов и т.п.

Ковкий чугун. В марках ковкого чугуна цифры обозначают временное сопротивление, МПа·10–1 (кгс/мм2), и относительное удлинение, % (например, КЧ 30-6, КЧ 80-1,5).