Свойства металлов

Тема 15. Инструментальные и конструкционные материалы.

Основные свойства металлов:

- механические;

- физико-химические;

- технологические;

- эксплутационные.

Обрабатываемость металлов резанием характеризуется их механическими свойствами. Механические свойства характеризуют способность материалов находиться под нагрузкой не разрушаясь и вместе с тем деформироваться (изменять форму и размеры). К механическим свойствам относятся: твердость, прочность, пластичность.

Твердость - способность металла оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела. Наиболее распространены два способа определения твердости: Бринелля и Роквелла.

Твердость по Бринеллю устанавливается вдавливанием в испытуемый металл стального закаленного шарика под определенной нагрузкой. Полученную этим способом твердость обозначают буквами HB и определяют делением нагрузки на площадь сферического отпечатка. Прибор Бринелля применяется для определения твердости сырых или слабо закаленных металлов, так как при больших нагрузках шарик деформируется и показания искажаются.

Твердость по Роквеллу определяется вдавливанием в подготовленную ровную поверхность алмазного конуса или закаленного шарика. Значение твердости выражается в условных единицах и отсчитывается по черной или красной индикаторным шкалам прибора. Для очень твердых металлов незначительной толщины применяют алмазный конус с нагрузкой 588 Н, а значение твердости определяют по черной шкале и обозначают HRA. Твердость закаленных сталей определяют, вдавливая алмазный конус при нагрузке 1470 Н, по черной шкале и обозначают HRCэ.

Испытание твердости шариком с нагрузкой 980 Н на приборе Роквелла предусмотрено для мягких незакаленных металлов. В этом случае отсчет показаний ведут по красной шкале, а твердость обозначают HRB.

Прочность - способность металла сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Для определения прочности образец металла установленной формы и размера испытывают на наибольшее разрушающее напряжение при растяжении, которое называют пределом прочности (временное сопротивление) и обозначают Σв (сигма).

Пластичность - способность металла, не разрушаясь, изменять форму под нагрузкой и сохранять ее после прекращения действия нагрузки. При испытании на растяжение пластичность характеризуется относительным удлинением Δ (дельта), которое соответствует отношению приращения длины образца после разрыва к его первоначальной длине в процентах.

К физико – химическим свойствам относятся: коэффициент линейного расширения, электропроводность, теплопроводность, окисление, намагничиваемость, удельная теплота плавления, коэффициент трения (возникает благодаря силам взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел).

К технологическим свойствам (определяют способность материала подвергаться различным методам холодной и горячей обработки) относятся:

- Жидкотекучесть – способность сплава наполнять форму.

- Усадка – сокращение размеров и объема после остывания.

- Ковкость – способность материала деформироваться при невысоком сопротивлении и принимать нужную форму без разрушения.

- Сваривание – способность металлов образовывать прочные соединения при совместном расплавлении.

К эксплутационным свойствам (определяют долговечность материалов) относятся:

- Хладноломкость – способность материала работать при минусовых температурах.

- Жаростойкость – способность работать при высоких температурах.

- Износостойкость – способность сопротивляться истиранию в процессе трения деталей друг о друга.