Характеристика металлического состояния Общая характеристика свойств металлов (стр. 1 из 2)
Министерство образования и науки Украины
Донбасский государственный технический университет
Институт повышения квалификации
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по Металловедению
на тему
«Характеристика металлического состояния. Общая характеристика свойств металлов»
Выполнил:
ст. гр. ПМГ-А-08з
Зосимов Д.Т.
Алчевск 2009
Введение
Металловедение – наука, изучающая зависимость между составом, строением и свойствами металлов и сплавов, закономерности их изменения под воздействием внешних факторов: тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных.
На металловедение опираются такие научные дисциплины, как общая металлургия, технология металлов, коррозия металлов, теория прочности, ОМД, пластическая деформация металлов, термическая обработка металлов и сплавов и др.
Все металлы и сплавы принято делить на две группы:
– железо и сплавы на его основе (сталь, чугун) называют черными металлами, а остальные металлы (Be, Mg, Al, Ti, Ni, V, W, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ag, Sn, Au, Hg, Pb, Cr и др.) и их сплавы – цветными.
На основе железа изготавливают не менее 90% всех конструкционных и инструментальных материалов.
Металлическое состояние.
Металлы в твердом и, отчасти, в жидком состоянии обладают рядом характерных свойств (наличие этих свойств и характеризует так называемое металлическое состояние вещества):
1) высокой тепло- и электропроводностью;
2) положительным температурным коэффициентом электросопротивления; с повышением температуры электросопротивление чистых металлов возрастает (Т Þr); большое число металлов (» 30) обладает сверхпроводимостью ( у этих металлов при температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление падает скачкообразно, практически до нуля (при Т® 0 К Þr® 0);
3) термоэлектронной эмиссией, т.е. способностью испускать электроны при нагреве;
4) хорошей отражательной способностью: металлы не прозрачны и обладают металлическим блеском;
5) повышенной способностью к пластической деформации.
1. Свойства металлов и сплавов
К основным свойствам металлов и сплавов относятся механические, физические, химические, технологические и эксплуатационные.
Физические свойства.
К физическим свойствам металлов и сплавов относится температура плавления, плотность, температурный коэфициет линейного и обьёмного расширения, электросопротивление и теплопроводность. Эти свойства сплавов обусловлены их составом и структурой.
Химические свойства.
К химическим свойствам относятся способность металлов к химическому взаимодействию с агрессивными средами (коррозия).
Технологические свойства.
Определяют способность материала подвергатся различным методам горячей и холодной обработки. К ним относятся: литейные свойства, деформируемость, свариваемость и обрабатываемость режущим инструментом.
Эксплуатационные или служебные свойства.
К ним относятся: коррозионная стойкость, холодостойкость, жаропрочность, жаростойкость, антифринционность.
Механические свойства.
К ним относят – прочность, пластичность, эластичность, вязкость (ударная), твёрдость, выносливость, износостойкость, ползучесть.
Внешняя нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию.
Напряжение – это нагрузка (сила – Р), отнесённая к площади поперечного сечения образца (F), Мпа:
(P- нагрузка, Мн; F – площадь поперечного сечения, м2).
Напряжение вызывает деформацию.
Деформация – изменение формы и размеров тела под воздействием внешних сил или в результате физико-механических процессов, возникающих в самом теле.
Деформация может быть упругая (изчезающая после снятия нагрузки) и пластическаяя (остающаяся после снятия нагрузки). При увеличении нагрузки упругая деформация переходит в пластическую; при дальнейшем повышении нагрузки происходит разрушение тела.
Прочность – это способность твердого тела сопротивлятся деформации или разрушению под действием статистических или динамических нагрузок.
Пластичность – это способность материала получать остаточное изменение формы и размеров без разрушения.
Вязкость – свойство материала, которое определяет его способность к поглашению механической энергии при постепенном увеличении пластической деформации вплоть до разрушения материала. Материал должен быть одновременно прочным и пластичным.
Твердость – это способность материала сопротивлятся внедрению в него других тел.
2. Испытания
Механические свойства металлов определяют при испытании образцов или готовых изделий на специальных машинах.
В результате испытания образцов на специальных машинах получают числовые значения механических свойств, то есть значение напряжений и деформации, при которых происходят изменения физического состояния материала.
В зависимости от условий нагружения образцов механические испытания могут быть статистическими, при которых нагружение производится плавно, динамическими, при которых нагрузка на образец прикладывается мгновенно.
К статистическим испытаниям относят испытание на растяжение, сжатие, определение твёрдости; к динамическим – испытание на ударный изгиб.
Рассмотрим некоторые из этих видов испытаний.
3. Твёрдость
В зависимости от применяемого метода твёрдость определяют по Бринелю (НВ), Роквеллу (HRC, HRA, HRB), Виккерсу (HV). Более подробно рассмотрим эти методы на лабораторной работе.
4. Испытание на растяжение (ГОСТ 1497)
Для этого вида испытания изготавливаются стандартные образцы (круглого и прямоугольного сечения).
образца увеличивается прямопропорционально нагрузке Р. В точке А (Рпц) предел пропорциональности: 
[МПа] (Н/мм2).
(определяется в точке В) называют такое напряжение, при котором остаточное удлинение получается равным 0,05% первоначальной расчетной длины образца: 
(МПа).
(МПа).
условный предел текучести – напряжение, при котором остаточное удлинение образца равно 0,2% расчетной длины.
(временное сопротивление) называют напряжение, соответствующее мах нагрузке РВ предшествующей разрушению образца: 
(МПа).
(МПа).
- отношение приращения длины образца после разрыва к его расчетной длине (%): 
- отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрыва к начальной площади поперечного сечения (%): 
/