Пластичность и хрупкость. Твердость

Способность материала получать большие остаточные деформа­ции, не разрушаясь, носит название пластичности. Свойство пла­стичности имеет решающее значение для таких технологических опе­раций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение  при разрыве. Чем больше , тем более пластичным считается материал. Противоположным свойству пластичности яв­ляется свойство хрупкости, т. е. способность ма­териала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2—5%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким мате­риалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграмма растяжения хруп­ких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 9).

Рис. 9

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Как уже упоминалось, испытание на сжатие производится на коротких цилиндрических образцах. Для малоуглеродистой стали диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 10. Здесь, как и для растяжения, обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, од­нако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 11). Довести образец пластического материала до разрушения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск (см. рис. 11), и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии для такого рода материалов найден быть не может .

Рис. 10 Рис. 11

Иначе ведут себя при испы­тании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 9). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием тре­щин по наклонным или продольным плоскостям (рис. 12).

Рис. 12

Сопоставление предела прочности хрупких материалов при рас­тяжении

вр с пределом прочности при сжатии _вр показывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочност­ными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Величина отношения

для чугуна k колеблется в пределах 0,2  0,4. Для керамических материалов k = 0,1  0,2.

Для пластичных материалов сопоставление прочностных харак­теристик на растяжение и сжатие ведется по пределу текучести (_тр и _тс ). Принято считать, что _тр  _тс.

Существуют материалы, способные воспринимать при растяже­нии большие нагрузки, чем при сжатии. Это обычно материалы, имеющие волокнистую структуру, — дерево и некоторые типы пластмасс. Этим свойством обладают и некоторые металлы, например магний. Деление материалов на пластичные и хрупкие яв­ляется условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в показателе . В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пла­стичные — как хрупкие.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывает время нагружения и температурное воздей­ствие. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при длительном воздействии нагрузок — свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать оста­точные деформации. Пластичные же материалы, такие, как мало­углеродистая сталь, под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства.

Одной из основных технологических операций, позволяющих из­менять в нужном направлении свойства материала, является термо­обработка.Известно, например, что закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает ее пластические свойства. Для большинства широко применяемых в машиностроении материалов хорошо из­вестны те режимы термообработки, которые обеспечивают получе­ние необходимых механических характеристик материала.

Испытание образцов на растяжение и сжатие дает объективную оценку свойств материала. В производстве, однако, для оператив­ного контроля над качеством изготовляемых деталей этот метод испытания представляет в ряде случаев значительные неудобства. На­пример, при помощи испытания на растяжение и сжатие трудно контролировать правильность термообработки готовых изделий. Поэтому на практике большей частью прибегают к сравнитель­ной оценке свойств материала при помощи пробы на твердость.

Под твердостью понимается способность материала противодей­ствовать механическому проникновению в него посторонних тел. По­нятно, что такое определение твердости повторяет, по существу, опре­деление свойств прочности. В материале при вдавливании в него острого предмета возникают местные пластические деформации, со­провождающиеся при дальнейшем увеличении сил местным разру­шением. Поэтому показатель твердости связан с показателями проч­ности и пластичности и зависит от конкретных условий ведения, ис­пытания.

Наиболее широкое распространение получили пробы по Бринелю и по Роквеллу. В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик диаметром 10 мм, во втором — алмазный острый наконечник. По обмеру полученного отпечатка судят о твердости материала. Испытательная лаборатория обычно располагает составленной путем экспериментов переводной табли­цей, при помощи которой можно приближенно по показателю твер­дости определить предел прочности материала. Таким образом, в результате пробы на твердость удается определить прочностные показатели материала, не разрушая детали.

studfiles.net

Пластичность и хрупкость. Твердость

Способность материала получать большие остаточные деформа­ции, не разрушаясь, носит название пластичности. Свойство пла­стичности имеет решающее значение для таких технологических опе­раций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение  при разрыве. Чем больше , тем более пластичным считается материал. Противоположным свойству пластичности яв­ляется свойство хрупкости, т. е. способность ма­териала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2—5%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким мате­риалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграмма растяжения хруп­ких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 9).

Рис. 9

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Как уже упоминалось, испытание на сжатие производится на коротких цилиндрических образцах. Для малоуглеродистой стали диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 10. Здесь, как и для растяжения, обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, од­нако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 11). Довести образец пластического материала до разрушения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск (см. рис. 11), и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии для такого рода материалов найден быть не может .

Рис. 10 Рис. 11

Иначе ведут себя при испы­тании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 9). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием тре­щин по наклонным или продольным плоскостям (рис. 12).

Рис. 12

Сопоставление предела прочности хрупких материалов при рас­тяжении_вр с пределом прочности при сжатии _вр показывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочност­ными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Величина отношения

для чугуна k колеблется в пределах 0,2  0,4. Для керамических материалов k = 0,1  0,2.

Для пластичных материалов сопоставление прочностных харак­теристик на растяжение и сжатие ведется по пределу текучести (_тр и _тс ). Принято считать, что _тр  _тс.

Существуют материалы, способные воспринимать при растяже­нии большие нагрузки, чем при сжатии. Это обычно материалы, имеющие волокнистую структуру, — дерево и некоторые типы пластмасс. Этим свойством обладают и некоторые металлы, например магний. Деление материалов на пластичные и хрупкие яв­ляется условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в показателе . В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пла­стичные — как хрупкие.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывает время нагружения и температурное воздей­ствие. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при длительном воздействии нагрузок — свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать оста­точные деформации. Пластичные же материалы, такие, как мало­углеродистая сталь, под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства.

Одной из основных технологических операций, позволяющих из­менять в нужном направлении свойства материала, является термо­обработка.Известно, например, что закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает ее пластические свойства. Для большинства широко применяемых в машиностроении материалов хорошо из­вестны те режимы термообработки, которые обеспечивают получе­ние необходимых механических характеристик материала.

Испытание образцов на растяжение и сжатие дает объективную оценку свойств материала. В производстве, однако, для оператив­ного контроля над качеством изготовляемых деталей этот метод испытания представляет в ряде случаев значительные неудобства. На­пример, при помощи испытания на растяжение и сжатие трудно контролировать правильность термообработки готовых изделий. Поэтому на практике большей частью прибегают к сравнитель­ной оценке свойств материала при помощи пробы на твердость.

Под твердостью понимается способность материала противодей­ствовать механическому проникновению в него посторонних тел. По­нятно, что такое определение твердости повторяет, по существу, опре­деление свойств прочности. В материале при вдавливании в него острого предмета возникают местные пластические деформации, со­провождающиеся при дальнейшем увеличении сил местным разру­шением. Поэтому показатель твердости связан с показателями проч­ности и пластичности и зависит от конкретных условий ведения, ис­пытания.

Наиболее широкое распространение получили пробы по Бринелю и по Роквеллу. В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик диаметром 10 мм, во втором — алмазный острый наконечник. По обмеру полученного отпечатка судят о твердости материала. Испытательная лаборатория обычно располагает составленной путем экспериментов переводной табли­цей, при помощи которой можно приближенно по показателю твер­дости определить предел прочности материала. Таким образом, в результате пробы на твердость удается определить прочностные показатели материала, не разрушая детали.

studfiles.net

4 Пластичность и хрупкость. Твердость

Способность материала получать большие остаточные деформа­ции, не разрушаясь, носит название пластичности. Свойство пла­стичности имеет решающее значение для таких технологических опе­раций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение  при разрыве. Чем больше , тем более пластичным считается материал. Противоположным свойству пластичности яв­ляется свойство хрупкости, т. е. способность ма­териала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2—5%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким мате­риалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграмма растяжения хруп­ких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 9).

Рис. 9

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Как уже упоминалось, испытание на сжатие производится на коротких цилиндрических образцах. Для малоуглеродистой стали диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 10. Здесь, как и для растяжения, обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, од­нако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 11). Довести образец пластического материала до разрушения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск (см. рис. 11), и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии для такого рода материалов найден быть не может .

Рис. 10 Рис. 11

Иначе ведут себя при испы­тании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 9). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием тре­щин по наклонным или продольным плоскостям (рис. 12).

Рис. 12

С опоставление предела прочности хрупких материалов при рас­тяжении _вр с пределом прочности при сжатии _вр показывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочност­ными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Величина отношения

для чугуна k колеблется в пределах 0,2  0,4. Для керамических материалов k = 0,1  0,2.

Для пластичных материалов сопоставление прочностных харак­теристик на растяжение и сжатие ведется по пределу текучести (_тр и _тс ). Принято считать, что _тр  _тс.

Существуют материалы, способные воспринимать при растяже­нии большие нагрузки, чем при сжатии. Это обычно материалы, имеющие волокнистую структуру, — дерево и некоторые типы пластмасс. Этим свойством обладают и некоторые металлы, например магний. Деление материалов на пластичные и хрупкие яв­ляется условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в показателе . В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пла­стичные — как хрупкие.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывает время нагружения и температурное воздей­ствие. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при длительном воздействии нагрузок — свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать оста­точные деформации. Пластичные же материалы, такие, как мало­углеродистая сталь, под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства.

Одной из основных технологических операций, позволяющих из­менять в нужном направлении свойства материала, является термо­обработка.Известно, например, что закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает ее пластические свойства. Для большинства широко применяемых в машиностроении материалов хорошо из­вестны те режимы термообработки, которые обеспечивают получе­ние необходимых механических характеристик материала.

Испытание образцов на растяжение и сжатие дает объективную оценку свойств материала. В производстве, однако, для оператив­ного контроля над качеством изготовляемых деталей этот метод испытания представляет в ряде случаев значительные неудобства. На­пример, при помощи испытания на растяжение и сжатие трудно контролировать правильность термообработки готовых изделий. Поэтому на практике большей частью прибегают к сравнитель­ной оценке свойств материала при помощи пробы на твердость.

Под твердостью понимается способность материала противодей­ствовать механическому проникновению в него посторонних тел. По­нятно, что такое определение твердости повторяет, по существу, опре­деление свойств прочности. В материале при вдавливании в него острого предмета возникают местные пластические деформации, со­провождающиеся при дальнейшем увеличении сил местным разру­шением. Поэтому показатель твердости связан с показателями проч­ности и пластичности и зависит от конкретных условий ведения, ис­пытания.

Наиболее широкое распространение получили пробы по Бринелю и по Роквеллу. В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик диаметром 10 мм, во втором — алмазный острый наконечник. По обмеру полученного отпечатка судят о твердости материала. Испытательная лаборатория обычно располагает составленной путем экспериментов переводной табли­цей, при помощи которой можно приближенно по показателю твер­дости определить предел прочности материала. Таким образом, в результате пробы на твердость удается определить прочностные показатели материала, не разрушая детали.

studfiles.net

Пластичность и хрупкость. Твердость

Способность материала получать большие остаточные деформа­ции, не разрушаясь, носит название пластичности. Свойство пла­стичности имеет решающее значение для таких технологических опе­раций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение δ при разрыве. Чем больше δ, тем более пластичным считается материал. К числу весьма пластичных материалов относятся отожженная медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь и др. Менее пластичными являются дюраль и бронза. К числу слабо пла­стичных материалов относятся многие легирован­ные стали.

Противоположным свойству пластичности яв­ляется свойство хрупкости, т. е. способность ма­териала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2—5%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким мате­риалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграмма растяжения хруп­ких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения.

Кривые растяжения материалов: а-хрупкого, б-пластичного

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Испытание на сжатие производится на коротких цилиндрических образцах, располагае­мых между параллельными плитами. Диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рисунке.

Здесь, как и для растяжения, обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, од­нако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму. Довести образец пластического материала до разрушения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии для такого рода материалов найден быть не может.

Иначе ведут себя при испы­тании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения. Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием тре­щин по наклонным или продольным плоскостям.

Сопоставление предела прочности хрупких материалов при рас­тяжении с пределом прочности при сжатии показывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочност­ными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Существуют материалы, способные воспринимать при растяже­нии большие нагрузки, чем при сжатии. Это обычно материалы, имеющие волокнистую структуру, — дерево и некоторые типы пластмасс. Этим свойством обладают и некоторые ме­таллы, например магний.

Способы измерения твёрдости

Под твердостью понимается способность материала противодей­ствовать механическому проникновению в него посторонних тел. Такое определение твердости повторяет, по существу, опре­деление свойств прочности. В материале при вдавливании в него острого предмета возникают местные пластические деформации, со­провождающиеся при дальнейшем увеличении сил местным разру­шением. Поэтому показатель твердости связан с показателями проч­ности и пластичности и зависит от конкретных условий ведения ис­пытания.

Наиболее широкое распространение получили пробы по Бринелю и по Роквеллу. В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик диаметром 10 мм, во втором — алмазный острый наконечник. По обмеру полученного отпечатка судят о твердости материала. Испытательная лаборатория обычно располагает составленной путем экспериментов переводной табли­цей, при помощи которой можно приближенно по показателю твер­дости определить предел прочности материала. Таким образом, в результате пробы на твердость удается определить прочностные показатели материала, не разрушая детали.

studfiles.net

14. Пластичные и хрупкие материалы, диаграммы их растяжения-сжатия.

Пластичность – способность материала получать большие остаточные деформации без разрушения. В качестве мер пластичности используют относительное остаточное удлинение образца после разрыва δ = (l₁—l)*l, где l_{1 –} длина рабочей части образца после разрушения; l – длина рабочей части образца. Условно материал считается пластичным, если δ > = 5 %, и хрупким, если δ < 5 %.

Хрупкость – способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.

Деление материалов на пластичные и хрупкие является условным. В зависимости от напряженного состояния, скорости деформирования, температуры и других условий пластичность меняется. Материал, показавший себя хрупким при растяжении при обычной температуре, может вести себя при других условиях как пластичный, и наоборот. При изготовлении конкретных деталей широко пользуются термообработкой, которая позволяет изменять свойства материалов в нужном направлении. Так, например, закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает ее пластические свойства.

15. Твердость материалов и способы ее определения.

Испытание образцов на растяжение и сжатие дает объективную оценку свойств материалов. В производстве же для проведения оперативного контроля этот метод испытаний весьма сложен.

Твердость – способность материала оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела. Для определения твердости металлов существует несколько способов. Наиболее широкое применение получили пробы по Бринеллю (HB) и Роквеллу (HR). В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик, во втором – алмазный конус. По обмеру полученного отпечатка определяют твердость материала. Эти методы относятся к неразрушающим методам контроля. С помощью переводных таблиц можно приближенно по показателям твердости определить предел прочности материала.

Твердость по Бринеллю определяют вдавливанием в испытываемый материал шарика из закаленной стали диаметром 10 мм при силе 30 кН. Число HB равно отношению силы, вдавливающей шарик, к площади поверхности полученного отпечатка.

Для сталей связь между числом твердости HB и пределом прочности выражается приблизительно так: σ_в = 0,36*HB

17. Расчеты на прочность при растяжении и сжатии.

Растяжение-сжатие – вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникает только один внутренний силовой фактор – продольная сила N. Продольная сила считается положительной, если она вызывает растяжение (направлена от сечения), и отрицательной, если она вызывает сжатие (направлена к сечению).

Нормальные напряжения в поперечных сечениях стержня, достаточно удаленных от мест приложения нагрузок, вычисляются по формуле σ = N/A. Таким образом, нормальное напряжение в поперечном сечении стержня при растяжении равно поделенной на площадь сечения продольной силе в этом же сечении.

При осевом растяжении или сжатии стержня условие прочности имеет вид: σ_max = N_max/A <= [σ], где σ_max и N_max – нормальное напряжение и продольная сила в опасном поперечном сечении; [σ] – допускаемое напряжение.

Предельное напряжение – напряжение, при котором образец из данного материала разрушается или при котором развиваются значительные пластические деформации.

Допускаемое напряжение – напряжение, величина которого регламентируется техническими условиями

Допускаемое напряжение устанавливается с учетом материала конструкции и изменяемости его механических свойств в процессе эксплуатации, степени ответственности конструкции, точности задания нагрузок, срока службы конструкции, точности расчетов на статическую и динамическую прочность.

Определяется допускаемое напряжение по формуле: [σ] = σ_пр/[n]

σ_пр – предельное для данного материала напряжение

[n] – нормированный коэффициент запаса прочности

Условие прочности позволяет решать три типа задач.

1) Проверка прочности.

По известным продольной силе и размерам поперечного сечения стержня определяют наибольшее напряжение, которое сравнивают с допускаемым, либо определяют фактический запас прочности.

n = σ_пр/σ_max >= [n], где n – фактический коэффициент запаса прочности, [n] – нормативный коэффициент запаса прочности.

2) Подбор сечения – проектировочный расчет.

По известным продольной силе и допускаемому напряжению определяется необходимая площадь поперечного сечения:

A >= N_max/[σ]

3) Определение допускаемой нагрузки.

По известным площади поперечного сечения и материалу (допускаемое напряжение) стержня определяют допускаемое значение продольной силы.

N_max<=A[σ].

studfiles.net

Упругость материалов пластичность хрупкость — Материалы и свойства

Автор Admin На чтение 2 мин. Просмотров 139 Опубликовано 2011-09-17

Упругость

Упругость – свойство материала деформироваться под нагрузкой и после снятия ее принимать первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором еще не наблюдается пластическая (остаточная) деформация, т. е. материал продолжает сохранять упругость, называется пределом упругости. К упругим материалам относятся резина, сталь, древесина.

Упругость материалов обусловлена силами взаимодействия составляющих их атомов, которые в твердых телах при отсутствии нагрузки занимают равновесное положение. Пока вызванные нагрузкой отклонения межатомных расстояний и валентных углов (между прямыми, соединяющими данный атом с его соседями) от равновесных значений малы, они пропорциональны действующим между атомами силам подобно тому, как удлинение или сжатие пружины пропорционально приложенной силе. Поэтому материал можно представить как совокупность атомов-шариков, соединенных пружинами, ориентации которых фиксированы другими пружинами. Константы упругости этих пружин характеризуют модули упругости материала, а упругая деформация материала пропорциональна приложенному напряжению, т. е. определяется законом Гука, который является основой теории упругости и сопротивления материалов.

Пластичность

Пластичность (от греческого пластикос – годный для лепки, податливый, пластичный) – свойство материала иод действием нагрузки изменять (без разрушения) форму и размеры и сохранять их в измененном виде после ее снятия. Пластичность,  характеризующаяся остаточной деформацией,— свойство, противоположное упругости, которой соответствует упругая деформация. Пластичными материалами являются, например, глиняное тесто и нагретый битум.

Для оценки величины пластичности материалов в твердом состоянии (преимущественно металлов) используют показатель относительного удлинения δ, % : δ = [(l₁ -l) / l] – 100, (здесь l и l₁ – длина образца соответственно первоначальная и после испытания).

Хрупкость

Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластической деформации. К хрупким материалам относятся природный камень, в том числе облицовочный, а также чугун, стекло, бетон, керамические материалы и т. п.

arxipedia.ru

Пластичность и хрупкость

 

Способность материала без разрушения получать боль­шие остаточные деформации носит название пластичности. Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волоче­ние, гибка и др.
Размещено на реф.рф
Мерой пластичности является удлинœение δ при разрыве и сужение поперечного сечения ψ. Чем больше δ и ψ, тем более пластичным считается материал.

Свойством, противоположным пластичности, является хрупкость, т. е. способность материала разрушаться без обра­зования заметных остаточных деформаций. Материалы, обла­дающие этим свойством, называются хрупкими. Диаграмма растяже­ния хрупких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 4а).

Рис. 4 Диаграмма растяжения (сжатия) хрупких материалов (а) и

диаграмма сжатия малоуглеродистой стали (б)

Рис. 5 Испытание на сжатие пластичных материалов

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Для испы­тания на сжатие используют короткие цилиндрические образ­цы, располагаемые между параллельными плитами. Для ма­лоуглеродистой стали, диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 4б. Здесь, как и у диаграммы растяжения, обнаруживается площадка текучести с последу­ющим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, однако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возраста­ет. Происходит это в результате того, что площадь попе­речного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 5).

Довести образец пластичного материала до разру­шения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжи­мается в тонкий диск, и дальнейшее испыта­ние ограничивается возможностями машины.

Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие ма­териалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет каче­ственные особенности диаграммы растяжения (рис. 4а). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определя­ется аналогично тому, как и при растяжении. Разрушение образца про­исходит с образованием трещин по наклонным или продоль­ным плоскостям (рис. 6).

Рис. 6 Разрушение хрупких материалов

Хрупкие материалы как правило обладают в несколько раз более высокими прочностными свойствами при сжатии, чем при растяжении. У пластичных материалов прочностные характеристики на растяжение и сжатие сопоставляют по пределу текучести.

Делœение материалов на пластичные и хрупкие является условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в значениях δ. Учитывая зависимость отусловий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пластичные — как хрупкие. При быстром нагружении более резко проявляется свой­ство хрупкости, а при медленном — свойство пластичности. К примеру, хрупкое стекло способно при длительном воздей­ствии нагрузки при нормальной температуре получать оста­точные деформации. Пластичные же материалы, такие как малоуглеродистая сталь, под воздействием резкой ударной на­грузки проявляют хрупкие свойства.

referatwork.ru