Тривала міцність. Релаксацією напруг. Вплив низьких температур.
Тривала міцність. У випадку високої температури й тривалого впливу
навантаження спостерігається руйнування матеріалу при напрузі, величина
якої менше тимчасового опору матеріалу при даній температурі. У зв’язку
із цим виникає необхідність визначення тривалої міцності матеріалів.
— границя тривалої міцності за 1000 год випробування при температурі
7000 С.
Випробування на тривалу міцність полягають у тім, що зразки піддають
різним напругам при певній температурі і довідуються час до їх розриву.
Результат представляють у вигляді графіка (рис.4.20,б). Маючи криву
тривалої міцності матеріалу, можна визначити руйнівне напруження по
заданій тривалості служби деталі при даній температурі. Навпаки, по
заданій напрузі можна визначити час до руйнування. Наприклад, деталь,
виготовлена з матеріалу, для якого крива тривалої міцності зображена на
рис.4.20,б, при напруженні в 300 МПа й температурі 500°С зруйнується
через 2550 г.
, де вони досить добре апроксимуються прямими. На рис.4.20,а така пряма
зображена суцільною лінією для сталі 20 при температурі Т = 500° С.
Відзначимо, що чим менше руйнівне напруження, а виходить, більше час до
розриву, тим менше відносне подовження при розриві, тобто матеріал стає
більш крихким. Це явище називається окрихлювання. Для ряду матеріалів
(наприклад для високополімерів) зазначений ефект проявляється й при
кімнатній температурі.
Релаксацією напруг називається зменшення їх із часом внаслідок
повзучості в навантаженій деталі при незмінній її повній деформації.
У більшості металів релаксація помітна лише при високих температурах.
Типова крива релаксації напруг зображена на рис.4.21,а.
Рис.4.21. Релаксація напруг
46D
H
o
o
th
?Для ілюстрації цього явища приведемо наступні приклади.
Між розведеними кінцями розрізаного сталевого кільця вставимо пластинку
(рис.4.21,б). Внаслідок деформації кільця в ньому виникнуть напруги, і
кінці кільця, прагнучи зблизитися, з великою силою стиснуть пластинку.
Якщо це з’єднання витримати якийсь час при високій температурі, то в
кільці відбудеться релаксація напруг, сила затиснення пластинки
зменшиться, і її можна буде легко вийняти.
Відомо, що початкове затягування болтів, що працюють при високій
температурі, із часом слабшає, і це викликає необхідність підтягувати
їх.
Вплив низьких температур. Істотний вплив на механічні властивості деяких
матеріалів роблять низькі температури. Проявляється воно в тім, що
матеріали, пластичні при нормальній температурі, стають крихкими при
низьких температурах. Такі матеріали називаються холодноламкими.
Холодноламкість характерна для металів, що мають кристалічні ґрати у
вигляді об’ємноцентрированого куба або гексагональну. До числа їх
ставиться більшість чорних металів, зокрема, сталі, а також цинкові
сплави.
Проявляється холодноламкість як при статичній дії навантаження, так і,
особливо, при динамічному.
Як приклад на рис.4.22 наведені графіки зміни границі текучості,
тимчасового опору, відносного подовження й звуження при статичних
випробуваннях вуглецевої сталі в області низьких температур.
Метали, що кристалізуються в системі куба із центрованими гранями (мідь,
алюміній, нікель, срібло, золото й ін.), не виявляють холодноламкості ні
при якому зниженні температури. Наприклад, алюміній при температурі
рідкого азоту (-196°С) збільшує міцність приблизно в 2 рази, збільшуючи
одночасно відносне подовження в 4 рази. Аналогічно поводяться мідь і
нікель. Багато сплавів алюмінію, міді, а також деякі сталі не мають
властивість холодноламкості.
Рис.4.22. Графіки зміни величин границі текучості, тимчасового опору,
відносного подовження і звуження
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
