Свойства и испытания материалов

Выписка из книги

КРИВОЩЁКОВ В.Е. СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ: Учеб. пособие.- Одесса: ОМУ, 2008.- 93 с. (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)См. по ссылке: http://krivoshchekov.at.ua/index/kursantam/0-15

ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ

В СУДОХОДНОЙ ИНДУСТРИИ или

Engineering materials - Технология материалов для моряков

В морской индустрии, то есть в судостроении, в судоремонте и при эксплуатации торговых судов (в судоходстве), используются различные технические материалы, которые в общем случае подразделяются на два больших класса: металлические и неметаллические. Знание этих материалов, понимание их структуры и свойств в практике эксплуатации торговых судов и их энергетических установок не­обходимо каждому моряку, в особенности, судовому механику. Это позволяет им правильно использовать, вы­бирать и применять материалы с учетом их конструкционных и эксплуатационных свойств. Более подробно о технических материалах в судоходной индустрии – см. учебные пособия автора по учебной дисциплине «Технология материалов» по ссылке: http://krivoshchekov.at.ua/index/kursantam/0-15

СВОЙСТВА И ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Свойства различных материалов, включая металлы, закладываются при их производстве и окончательно выявляются в результате их испытаний.

Предел прочности при растяжении. Это один из главных пока­зателей, который характеризует способность материала/металла противосто­ять нагрузкам на растяжение в процессе его эксплуатации. Такие показатели, как напряжение, деформация, временное сопротивле­ние растяжению, предел текучести и сопротивление разрыву, ха­рактеризуют свойства металла при его нагружении в процессе эксплуатации.

Вязкость. Характеризует способность материала необратимо поглощать энергию при их пластической деформации.

Хрупкость.Это свойство материала, при котором он подверга­ется излому без заметной пластической деформации. Прочные, материалы могут одновременно быть и хрупкими.

Пластичность.Это показатель, который характеризует способ­ность материала необратимо деформироваться под действием при­ложенной нагрузки.

Эластичность. Характеризует способность материала восстанав­ливать первоначальную форму или размер после деформаций под действием нагрузок.

Упругость. Это свойство материала восстанавливать свою фор­му и объем после прекращения действия внешних сил.

Твердость. Это показатель, характеризующий способность ме­талла противостоять пластическим деформациям, которые возни­кают при вдавливании в него шарика или вершины алмазной пирамиды твердомера.

Материалы подвергаются различным испытаниям для опреде­ления их свойств. Наиболее часто в характеристиках измерений используются такие понятия, как напряжение или деформация. Напряжение — это усилие, воздействующее на единицу площади материала. Деформация— это изменение формы материала под воздействием усилий. Если к материалу приложены усилия сжа­тия, то в нём возникают напряжения сжатия. Если же к материалу приложены усилия растяжения, то в нем возникают напряжения растяжения. Если усилие, которое приложено к материалу, стре­мится сдвинуть слои материала один относительно другого, то в материале возникают напряжения, которые называют касательны­ми напряжениями.

Испытание на растяжение.Прииспытаниях на растяжение ма­териал проверяют на прочность и вязкость. Образец специальной формы, имеющий стандартные размеры, зажимают в захватах испытательной машины и. подвергают воздействию все увеличивающейся нагрузки, в результате чего происходит деформация образца. Зная первоначальную длину образца L_1, для каждого значения нагрузки определяем новую длину L_2. Удлинение образ­ца определяется размером L₂—L₁. Относительная деформация, или относительное удлинение, определяется как отношение удлинения L₂—L₁под действием нагрузок к первоначальной длине образца L_1. Эта величина называется коэффициентом относительного удлинения и харак­теризует линейное растяжение образца.

При дальнейшем воздействии нагрузки удлинение образца про­должается до тех пор, пока не будет достигнут предел текучести материала. Если нагрузка будет устранена, пока напряжение в металле не достигнет предела текучести, то металл приобретет свою первоначальную форму.

Удлинение образца под действием различных нагрузок может изображаться графически, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Диаграмма «напряжение-деформация»

1 – напряжение текучести материала; 2 – максимальное напряжение разрушения;

3 – точка текучести или предел эластичности (упругости); 4 - разрушение

Рис. 2. Диаграмма «напряжение-деформация»