СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

§ 4. Механические свойства

  Механические свойства позволяют судить о служебных свойствах металлов и являются главными. Характеристики основных механических свойств приводятся ниже.

  Деформация - изменение размеров и формы металла под воздействием сил. Деформации бывают упругие и пластические.

  Упругой называют такую деформацию, которая исчезает после устранения силы, вызвавшей ее. Пластическая деформация отличается тем, что она сохраняется после устранения вызвавшей ее силы.

  Напряжение - нормальная сила, отнесенная к единице площади поперечного сечения изделия в кГ/мм² (МПа).

  Прочность материала - сопротивляемость его пластической деформации и разрушению.

  Предел прочности при растяжении - максимальное напряжение, которое выдерживает образец при испытании на разрыв.

  Предел текучести - наименьшее напряжение в кГ/мм² (МПа), при котором растягиваемый образец деформируется без заметного увеличения нагрузки. Предел текучести обычно составляет 40 - 85% от предела прочности на разрыв и чаще, чем последний используется при расчетах изделий на прочность.

  Предел прочности при изгибе в кГ/мм² (МПа) определяется изгибом на прессе образца. Значение предела прочности на изгиб обычно больше, чем предел прочности на разрыв. Предел прочности на изгиб определяют для малопластичных материалов, таких как чугун.

  Пластичность - способность материалов пластически деформироваться без разрушения. Она определяется относительным удлинением , относительным сужением , а также величиной стрелы прогиба изгибаемых образцов. Относительное удлинение - приращение единицы длины разорванного образца в процентах. Относительное сужение - уменьшение единицы площади сечения разорванного образца в процентах.

  Ударная вязкость - способность материалов выдерживать ударные нагрузки без разрушения.

  Твердость - способность материалов сопротивляться вдавливанию в них твердых тел. Твердость по Бринелю НВ определяют вдавливанием стального закаленного шарика диаметром 2,5 - 10 мм под нагрузкой 187,5 - 3000 кГ. Твердость по Роквеллу НRС определяется вдавливанием алмазного конуса в испытуемый материал под нагрузкой в 150 кГ. Механические свойства основных промышленных сплавов приведены в табл. 1.

  Износостойкость - способность материалов сопротивляться разрушению под воздействием внешнего трения.

  При структурных превращениях, нагревании и охлаждении металлических изделий, при затвердевании отливок изменяется их объем и это вызывает образование внутренних напряжений. Они могут быть растягивающими или сжимающими и неравномерно распределяются в объеме изделий. Величина их может достигать предела прочности стали. В этом случае на изделиях образуются трещины. При меньших величинах внутренних напряжений получается коробление изделий. Внутренние напряжения можно снизить отжигом или отпуском.

§ 5. Физические и технологические свойства

  При изготовлении металлических изделий необходимо учитывать физические свойства сплавов: температуру плавления, удельный вес, теплопроводность, а также химические, технологические и другие свойства.

  Важное значение имеют следующие технологические свойства.

 1. Литейные свойства - способность жидких металлов заполнять литейные формы и образовывать плотные отливки. Они обусловливаются жидкотекучестью, усадкой, ликвацией. (склонность к неоднородному распределению примесей в отливке).
 2. Ковкость - склонность металлов к значительным легко выполняемым пластическим деформациям без разрушения и образования пороков.
 3. Свариваемость - способность металлов свариваться при комнатных и низких температурах с образованием прочных сварных соединений.
 4. Обрабатываемость резанием - способность металлов обрабатываться всеми видами режущих инструментов при больших скоростях резания и больших подачах с получением удовлетворительной чистоты поверхности.