Теоретическая и техническая прочность
Техническая (реальная) прочность металлов в 10−1000 раз меньше, чем их теоретическая прочность, определяемая силами межатомного сцепления. Например, для железа теоретически вычисленное значение сопротивления отрыву SОТ = 2100 кгс/мм2. металл пластичность сталь Техническая прочность железа: SОТ = 70 кгс/мм2, ув = 30 кгс/мм2. Такое большое различие объясняется тем, что теоретическая прочность… Читать ещё >
Теоретическая и техническая прочность (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Техническая (реальная) прочность металлов в 10−1000 раз меньше, чем их теоретическая прочность, определяемая силами межатомного сцепления. Например, для железа теоретически вычисленное значение сопротивления отрыву SОТ = 2100 кгс/мм2. металл пластичность сталь Техническая прочность железа: SОТ = 70 кгс/мм2, ув = 30 кгс/мм2. Такое большое различие объясняется тем, что теоретическая прочность соответствует идеальной бездефектной кристаллической решетке металла.
В реальных металлах всегда имеются дислокации и другие дефекты кристаллической решетки, включения, микротрещины и т. п., понижающие прочность и инициирующие разрушение (рис. 3).
Рис. 3 Зависимость прочности от количества дислокаций и других дефектов кристаллической решетки (схема И. А. Одинга): 1 — чистые, отожженные металлы; 2 — сплавы, упрочненные легированием, термической обработкой, пластической деформацией (наклеп) и т. п.
Минимальную прочность имеют чистые, отожженные металлы при плотности дислокаций около 107 -108 см-2. С уменьшением количества дислокаций сопротивление деформированию, т. е. прочность металла, возрастает и может достигать теоретического значения.
Убедительные доказательства справедливости этого положения были получены при исследовании металлических усов — нитевидных кристаллов толщиной 0,5−2 мкм и длиной до 10 мм с практически бездефектной (бездислокационной) кристаллической структурой. Усы железа толщиной 1 мкм имеют предел прочности ув = 1350 кгс/мм2, т. е. почти теоретическую прочность. Ввиду малых размеров усы применяют ограниченно. Увеличение размеров усов приводит к появлению дислокаций и резкому снижению прочности. Правее точки 1 (см. рис. 3) с увеличением количества дислокаций (дефектов) прочность металлов возрастает.
Это используют при таких способах упрочнения, как легирование, термическая обработка, холодная пластическая деформация и т. д.
Основными причинами упрочнения являются увеличение количества (плотности) дислокаций, искажения кристаллической решетки, возникновение напряжений, измельчение зерен металла и т. д., т. е. все то, что затрудняет свободное перемещение дислокаций.
Предельная плотность дислокаций для упрочнения составляет примерно 1012 см-2. При большей плотности в металле образуются субмикроскопические трещины, вызывающие разрушение.