Определение твердости металлов, страница 2

Различают 14 типов элементарных ячеек кристаллических решеток металлов. Наиболее распространенными среди них являются гранецентрированная кубическая (ГЦК) и объемно-центрированная  кубическая (ОЦК). На одну ячейку ГЦК решетки приходится 4 атома, а на ОЦК -  2  атома. Эта величина, т.е. число атомов, приходящееся на 1 элементарную ячейку, называется базисом.

            Ряд металлов в зависимости от температуры имеют различную кристаллическую решетку. Такая способность металлов существовать в различных кристаллических формах называется полиморфизмом или аллотропией. Переход одной кристаллической модификации в другую, называется перекристаллизацией, а температура перехода, темп-ой перекристаллизации или темп-ой полиморфного превращения. Полиморфную модификацию, устойчивую при более низкой темп-ре обозначают индексом , при более высокой  , затем  и т.д.

Все детали машин в процессе эксплуатации подвергаются воздействию внешних нагрузок: растягивающих, изгибающих и пр. Вследствие чего изменяется форма детали, т.е. она деформируется.

            Деформация-это изменение формы и размеров тела под действием напряжений.

            Напряжение-это отношение усилия (силы), приложенного к конструкции площади        ее сечения.  ()

Металл, находящийся в напряженном состоянии всегда испытывает два вида напряжения: нормальное и касательное.

            Если нагрузки небольшие, то после прекращения их действия деталь принимает свою первоначальную форму - деформация исчезает.

            Св-во материалов принимать первоначальную форму после прекращения действия внешних сил, называется упругостью, а деформацию, исчезающую после снятия нагрузки – упругой.

            Способность материала получать остаточные изменения формы и размеров без разрушения, называется пластичностью. (характеристики: относительное удлинение () и сужение ()).

            Заключительная стадия деформирования материалов – это разрушение, т.е. разделение твердого тела на части. Различают хрупкое и пластическое (вязкое) разрушение.

Для хрупкого разрушения характерно:

1)  происходит путем отрыва, под действием нормальных растягивающих            напряжений (), когда они достигают значения сопротивлению отрыва материала.

2)  разрушению предшествует практически только одна упругая деформация.

3)  для разрушения требуется работа только на упругую деформацию, и эта работа сравнительно мала.

4)  трещина разрушения острая, ветвящаяся и распространяющаяся практически мгновенно (2 км/с для стали).

5)  плоскость разрушения – гладкая, с металлическим блеском и перпендикулярна направлению действия нагрузки.

Для вязкого разрушения характерно:

1)  происходит путем сдвига (среза) под действием касат. напряжений (), когда они достигают значения сопротивления срезу материала.

2)  разрушению предшествует значительная пластическая деформация, вследствие чего на разрушение затрачивается большая работа.

3)  трещина разрушения тупая и распространяется с малой скоростью.

4)  Образуется пепельный волокнистый излом без металлического блеска, что связано с пластическим деформированием металла. Плоскость излома расположена под  к направлению действия нагрузки.

В металлах может иметь место и тот, и другой вид разрушения и часты случаи смешанных вязко-хрупких разрушений. Характер разрушения для одного и того же металла зависит от многих факторов, основным из которых являются 2 (температура и наличие надрезов).