Mexanik ayrıqshalıqlardı ush tiykarǵı gruppaǵa bolıw múmkin

Metalldıń sırtqı kúshlerge qarsılıq kórsetiw qábileti onıń mexanik qásiyetleri menen xarakterlenedi. Sol sebepli, mashina bólimlerin islep shıǵarıw ushın metall tańlawda onıń mexanik qásiyetlerin biliw kerek: kúsh, elastiklik, plastisitivlik, zarba kúshi hám shıdamlılıq. Bul ayrıqshalıqlar mexanik sınaqlar nátiyjesinde anıqlanadı, bunda metallar sırtqı kúshlerge (júklerge) tásir etedi. Sırtqı kúshler statikalıq, dinamikalıq yamasa ciklik (ózgeriwshen) bolıwı múmkin.
Júkleniw túrine (keriliw, qısılıw, iymeyiw, búklem, kesiw) hám tásir qılıw sharayatlarına (temperatura, tezlik, chastota hám qollanılıw waqıtı ) qaray, materiallar ádetde olardıń deformatsiyalanishi hám sınıwına qarsılıq kórsetiw ushın hár túrlı ólshewler menen xarakterlenedi. mexanik qásiyetleri.
Mexanik ayrıqshalıqlardı ush tiykarǵı gruppaǵa bolıw múmkin -
py.
Birinshi gruppa qısqa múddetli júkleniw astında anıqlanatuǵın ayrıqshalıqlar kompleksin óz ishine aladı. Bularǵa elastik ayrıqshalıqlar kiredi: normal elastiklik modulı E, kesiw modulı hám Puasson qatnası m.
Kishi elastik -plastmassa deformatsiyalarga qarsılıq elastiklik shegaraları menen belgilenedi - PRUPR, proportsionallıq - pts penenhám aǵıw kúshi - σ0. 2.
Maksimal kúsh - Dv, jılısıw qarsılıgı - zav hám kesiw - dsdv, tereńlik (Brinell) qattılıǵı HB hám sızıw (Mohs penenshkalası ), sonıń menen birge LR uzınlıqtaǵı sınıwı - bul úlken deformatsiyalanish salasındaǵı materialdıń xarakteristikası.
Plastisitlik salıstırmalı sozılıw δ hám bólekleniwden keyin salıstırmalı qısqarıw by hám bir qatar metall bolmaǵan materiallardı deformatsiya qılıw qábileti - úzilis waqtında DR menen xarakterlenedi.
Bunnan tısqarı, zarba bükme waqtında, úlginiń zarba kúshi anıqlanadı
kesilgen KCU (KCv, KCT) menen.
Ekinshi gruppaǵa materiallardıń ózgeriwshen hám uzaq múddetli statikalıq júklerge shıdamlılıǵın bahalaytuǵın parametrler kiredi. Joqarı cikllı sharshaw maydanında qayta júkleniw menen shıdamlılıq shegarası 107-2
• 107 cikl tiykarında anıqlanadı. Tómen davrli charchoq shártli saylanǵan joqarı cikllı sınaq bazasınan (N ≥ 5
• 104 cikl ) anıqlanadı hám júkleniw chastotasınıń tómenlewi (f = 0, 1-5 Gts) menen xarakterlenedi.
Kem cikllı charchoq qarsılıgı saylanǵan sınaq bazasında qayta stress dárejesindegi charchoq múddeti yamasa tómen davrli charchoq shegarası menen bahalanadı.
Uzaq múddetli statikalıq júklerge qarsılıq tómendegishe anıqlanadı
ádetde 20 ° C den joqarı temperaturalarda.
Materiallardıń turaqlı stress hám temperaturaǵa uzaq waqıt tásir etiwine qarsılıq kórsetiw kriteryaları -0, 2 hám uzaq múddetli bekkemlik. Shıǵıp ketiw kúshi málim bir sınaq bazasında (ádetde 100 hám 1000 saat ), shógiw shegarası belgilengen sınaq bazasında qaldıq (ádetde 0, 2%) yamasa ulıwma deformatsiyaga shıdamlıq menen belgilenedi.
Úshinshi gruppa apat qásiyetlerinen ibarat. Injenerde-
Ámelde, bul ayrıqshalıqlar tótede isletilingen.
Sınıw xarakteristikaları aldınan jetiwtiriletuǵın dáslepki jarıqları bolǵan úlgilerde anıqlanadı hám tómendegi tiykarǵı parametrler menen bahalanadı : sınıw júzimligi, tegislik deformatsiyasi K1 C ushın zárúrli kernew intensivligi faktorı, CC tegislik stress jaǵdayı ushın shártli kritik kernew intensivligi faktorı, úlginiń ayriqsha jumısı KST yorig'i hám SRTU charchoq yorig'ining ósiw tezligi menen berilgen stress zorıǵıwında ∆K.
Mexanik ayrıqshalıqlar arasında tek metall materiallardıń elastik ózgeshelikleri kristallı tor parametrleri menen baylanıslı bolǵan hám termomekanik qayta islew rejimlerinen ámelde ǵárezsiz, eger olar polimorfik ózgerislerge alıp kelmese, strukturalıq bayqaǵısh bolmaǵan ayrıqshalıqlar bolıp tabıladı. Ámelde izotropik polikristalli metall materiallar ushın elastik konstantalar E = G (1+ mk) qatnası menen baylanıslı. Elastik ayrıqshalıqlar statikalıq sınaqlar (ECT, GST) yamasa dinamikalıq usıl (UNIT, GDIN) járdeminde birdey kesimli jińishke tayaqchaning tómen kernew tásirinde terbelisleriniń rezonans penenchastotası menen anıqlanadı. Temperatura menen 20 ºS penentemperaturada hám oǵan jaqın bolǵan elastik konstantalarning bahaları ámelde birdey. Statikalıq sınaqlar waqtında temperaturanıń asıwı menen jılısıw deformatsiyasining tásiri payda boladı, nátiyjede bul usıl dinamikalıq usıl menen alınǵan maǵlıwmatlarǵa salıstırǵanda elastik konstantalar ma`nisiniń izbe-iz tómenlewine alıp keledi.
Basqa barlıq mexanik ayrıqshalıqlar strukturalıq bayqaǵısh hám anizotrop bolıp tabıladı. Elastik hám basqa mexanik ayrıqshalıqlardıń keskin anizotropiyasi kóplegen metall bolmaǵan materiallarǵa tán bolıp, olardıń jóneltirilgen dúzilisi menen belgilenedi. Birpara anizotropiya kóplegen metall materiallarǵa xos bolıp tabıladı. Kúshlilik, mayısqaqlıq, shıdamlılıq hám sınıw qásiyetleri
Uzınlamasına jóneliste material danalarınıń deformatsiyasi oǵına salıstırǵanda ádetde kese jóneliske qaraǵanda joqarı boladı. Biraq, birpara eritpeler, mısalı titan, " teris" anizotropiya menen ajralıp turadı. Magniy deformatsiyalanadigan eritpelerdiń kóbisinde kernew hám qısılıw daǵı shıdamlılıq shegaralarında sezilerli parq gúzetiledi (σ0. 2 SJ << σ0. 2).
Mexanik ayrıqshalıqlardıń ayırım qásiyetleri ortasında munasábetler eksperimental tárzde ornatildi, bul bolsa materiallardıń qattılıǵın etarlicha anıqlıq dárejesinde, kesiw qarsılıgın bolsa - eń joqarı kúshliliginde etarlicha anıqlıq menen bahalaw imkaniyatın beredi. Bunnan tısqarı, sharshaw kúshi hám juwmaqlawshı kúsh, sonıń menen birge, túrli sınıw qásiyetleri ortasında baylanıslılıq bar.

3. 2. Stressler hám stressler

Stress - bul sırtqı tásirinler (júkler, temperatura ózgeriwi hám basqalar ) tásirinde materialda payda bolatuǵın ishki kúshlerdiń ólshewi bolıp tabıladı. Stresslerdi úyreniw ushın denediń qálegen noqatı arqalı kesim intellektual túrde sızıladı (3. 1-su'wret) hám denediń yarımınan biri taslanadı. Alıp taslanǵan yarımınıń ekinshi yarımı daǵı háreketi ishki kúshler menen almastırıladı.

3. 1-su'wret. Sırtqı kúshlerdi ishki kernew menen almastırıw sxeması

Óz basımshalıq menen A noqat qasında dS penenmaydanǵa iye bolakning kishi elementinde óz basımshalıq menen jóneltirilgen ishki kúsh dF háreket etedi. P = dF / dS penenqatnası dS penenmaydanı boylap A noqat daǵı kernew vektorı dep ataladı. Saytqa normal tásir kórsetiwshi kernew vektorınıń komponentleri σ menen belgilenedi hám olardı normal stressler dep ataydılar, hám sayt boylap háreket qılıp atırǵanlar dS penensayt boylap A noqatda σ2 + τ2 = p2 menen kesiw stressleri dep ataladı.
Ulıwma alǵanda, denediń A noqatı daǵı stress jaǵdayı barlıq múmkin bolǵan kesimler (A noqattan ótetuǵın jaylar ) hám sol sebepli qálegen jónelis ushın barlıq kernew vektorları kompleksi menen xarakterlenedi. A noqat daǵı stress jaǵdayın kernew tensori járdeminde anıqlaw múmkin hám ol úshewinde toǵız komponent menen xarakterlenedi
Koordinata oqları (ush normal hám altı teğet). Tangensial stressler jup bolıp teń (ph = xx, dxx = zzx, dzz = zzu), yaǵnıy tek altı komponent qaladı. Stressler Pa (paskal) menen ańlatpalanadı.. ..

(3. 1)

Tensor nızam menen xarakterlenedi, oǵan muwapıq koordinata oqları aynalǵanda onıń strukturalıq bólimleri ózgeredi. Koordinata sisteması aylantırılǵanda, kesiw stressleri nolǵa teń bolǵan sonday poziciyanı tabıw múmkin. Bul jónelisler tiykarǵı dep ataladı.
Stress tensorining tiykarǵı baǵdarları shárt menen belgilenedi
ush invariantlarga qaray I1, I2, I3.

Stress tensorining birinshi invarianti I1 normanıń jıyındısı bolıp tabıladı

minimal stressler:
I1 = σx + σu + σz = 3σ0.
(3. 2)

Ush normal kernewdiń ortasha ma`nisi gidrostatik dep ataladı

tik basım :

σ0 = (σx + σu + σz) / 3. (3. 3)

Stress tensori gidrostatik basımǵa sáykes keledi, onıń normal komponentleri ph0 ge, teginsellari bolsa nolǵa teń. Gidrostatik basım metallda plastik deformatsiyaga alıp kelmegeni ushın ol stress sistemasınan shiǵarıladı. Qalǵan tensor stress deviatori Sσ dep ataladı :

(3. 4)

Stress tensorining ekinshi invariant I2 tómendegishe anıqlanadı
ańlatpa :
I2 = xx σu + σx σz + σuσz - τ2 x - τ2 uz - τ2 zx. (3. 5)
Ekinshi invariantning kvadrat túbirine proportsional muǵdarlar
stress deviatorining anta, tangensial intensivligi dep ataladı

stressi hám ápiwayı stresslerdiń intensivligi σi:

i I2 S, i3 I2 S.

(3. 6 )

Material daǵı stressler fizikalıq -ximiyalıq processler waqtında, temperaturanıń tegis emes bólistiriliwi menen (metalldı qızdırıw hám sawıpıw waqtında ), sonıń menen birge ıssılıq menen qayta islew waqtında fazalı ózgeris penensebepli júzege keliwi múmkin. Bunday halda, pútkil dene kóleminde payda bolatuǵın stressler makrostresslar (yamasa Ι túrdegi stressler) hám stressler dep ataladı.
Koordinata oqları (ush normal hám altı teğet). Tangensial stressler jup bolıp teń (ph = xx, dxx = zzx, dzz = zzu), yaǵnıy tek altı komponent qaladı. Stressler Pa (paskal) menen ańlatpalanadı.. ..

(3. 1)

Tensor nızam menen xarakterlenedi, oǵan muwapıq koordinata oqları aynalǵanda onıń strukturalıq bólimleri ózgeredi. Koordinata sisteması aylantırılǵanda, kesiw stressleri nolǵa teń bolǵan sonday poziciyanı tabıw múmkin. Bul jónelisler tiykarǵı dep ataladı.
Stress tensorining tiykarǵı baǵdarları shárt menen belgilenedi
ush invariantlarga qaray I1, I2, I3.

Stress tensorining birinshi invarianti I1 normanıń jıyındısı bolıp tabıladı

minimal stressler:
I1 = σx + σu + σz = 3σ0.
(3. 2)

Ush normal kernewdiń ortasha ma`nisi gidrostatik dep ataladı

tik basım :

σ0 = (σx + σu + σz) / 3. (3. 3)

Stress tensori gidrostatik basımǵa sáykes keledi, onıń normal komponentleri ph0 ge, teginsellari bolsa nolǵa teń. Gidrostatik basım metallda plastik deformatsiyaga alıp kelmegeni ushın ol stress sistemasınan shiǵarıladı. Qalǵan tensor stress deviatori Sσ dep ataladı :

(3. 4)

Stress tensorining ekinshi invariant I2 tómendegishe anıqlanadı
ańlatpa :
I2 = xx σu + σx σz + σuσz - τ2 x - τ2 uz - τ2 zx. (3. 5)
Ekinshi invariantning kvadrat túbirine proportsional muǵdarlar
stress deviatorining anta, tangensial intensivligi dep ataladı

stressi hám ápiwayı stresslerdiń intensivligi σi:

i I2 S, i3 I2 S.

(3. 6 )

Material daǵı stressler fizikalıq -ximiyalıq processler waqtında, temperaturanıń tegis emes bólistiriliwi menen (metalldı qızdırıw hám sawıpıw waqtında ), sonıń menen birge ıssılıq menen qayta islew waqtında fazalı ózgeris penensebepli júzege keliwi múmkin. Bunday halda, pútkil dene kóleminde payda bolatuǵın stressler makrostresslar (yamasa Ι túrdegi stressler) hám stressler dep ataladı.
Bir dán kóleminde payda bolatuǵın stressler mikrostresslar (yamasa stress túrdegi stressler) dep ataladı. Kristall tordıń bir neshe parametrleri tártibinde payda bolatuǵın stressler submikroskopik (yamasa ΙΙΙ túrdegi stressler) dep ataladı. Deformatsiyalar - bul sırtqı kúshler tásirinde, sonıń menen birge qizdırıw yamasa sawıpıw waqtında hám dene bóleksheleriniń salıstırmalı pozitsiyasini ózgertiwge alıp keletuǵın basqa tásirinler nátiyjesinde denediń (yamasa denediń bir bóleginiń) forması yamasa ólsheminiń ózgeriwi.).

a) dz

b) y

Gúrish. 3. 2. Deformatsiya sxeması : a) sızıqlı deformatsiya, b) múyesh deformatsiyasi

Geometriyalıq kózqarastan, noqat deformatsiyalangan jaǵday
kernew tensori menen xarakterlenedi:

Ij

Y

x
yx
zx
Zokir
Yy
Jerkenishli
xz
Qız
Z. ..

(3. 7)

x, y, z komponentleri tolaning sızıqlı deformatsiyalarini xarakteristikalaydı.

ox, x, y, z oqları boylap jaylasqan : salıstırmalı sozılıwlar (yamasa

kemeytiw), hám xy, xz, yz komponentleri ekiniń búklem múyeshleri bolıp tabıladı

talshıqlar óz-ara deformatsiyaga (yamasa jılısıw deformatsiyasiga) óz-ara perpendikulyar.

Kesiw deformatsiyalari komponentleri ushın teńlikler ámel etedi:
1 11
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx. (3. 8)
2 2 2
Koordinatalar sisteması aylantırılǵanda, deformatsiya tensorining barlıq komponentleri jónelis kosinuslariga salıstırǵanda sızıqlı bolǵan málim munasábetlerge muwapıq ózgertiriledi. Deformatsiya hám sızıqlı transformaciyalar teoriyasında, koordinata oqlarınıń barlıq múmkin bolǵan baǵdarlarınan, óz-ara kesiwiwshi barlıq komponentler óz-ara perpendikulyar ush jónelis (tiykarǵı jónelis) bar ekenligi tastıyıqlanǵan.

34

deformatsiyalar nolǵa teń. Deformatsiyalarning tiykarǵı baǵdarları koordinata sistemasınıń jaǵdayına baylanıslı bolmaǵan ush skalar muǵdarı menen belgilenedi hám sol sebepli olar invariantlar dep ataladı.

Shártini jazıw ushın birinshi invariant I1 x y z isletiledi

deformatsiyalangan metall kólemi:

I1 x y z = 0. (3. 9 )

Stress tensorining ekinshi invarianti tómendegi formaǵa iye:

Dx -y 2 y -z 2 z -x 2 2 xy2 yz2 zx. (3. 10 )
2018-05-01 xoxlasa boladı 121 2
Ekinshi invariantning kvadrat túbirine proporcional bolǵan muǵdar deformatsiya tezligi dep ataladı hám deformatsiyalangan jaǵdaydıń ulıwma jaǵdayı daǵı deformatsiyalarni xarakteristikalaw ushın isletiledi.

Men
Y

2018-05-01 xoxlasa boladı 121 2
3

x
- yy

2018-05-01 xoxlasa boladı 121 2
Y

y
-Zz

2018-05-01 xoxlasa boladı 121 2
Y
Z
- x
2
Y
3
2018-05-01 xoxlasa boladı 121 2
2 xy
2 YZ
2 zx. (3. 11)

Deformatsiyaning eń ápiwayı sxemaları - keriliw, qısılıw, kesiw, búklem, iymeyiw. Birinshi eki sxemanı (keriliw hám qısıw ) tek sızıqlı komponentler menen súwretlew múmkin, ekinshisi (kesiw, búklem, iymeyiw) - tek kesma (múyeshtegi) sxemalar.

3. 3. Materiallardıń kernew hám zarba sınaqları

Uzatma sınaqları - bul materialdıń bekkemligi hám mayısqaqlıǵı anıqlanatuǵın eń keń tarqalǵan mexanik sınaq túrlerinen biri. Bir eksenli kernew astında bolǵan materialdıń mexanik qásiyetlerin eksperimental izertlewler nátiyjeleri, ádetde, deformatsiyaga qarsı stress hám grafika formasında suwretlenedi (3. 4-su'wret). Kóbinese, sınaqlar " xana" temperaturasında, yaǵnıy t = 20 S penen (yamasa T = 293 K) de, hám turaqlı jáne etarlicha tómen deformatsiyalanish tezliginde ( & ≈1⋅10−2 ñ) ótkeriledi.- 1)... Bunday halda, úlgin shózatuǵın P kúshi,

túp kesma maydanı F0 ge hám sozıwǵa qarang

samplel úlgisi - l0 úlgisiniń dáslepki dizayn uzınlıǵına :

P al
; ,
F l
0 0

(3. 12)

yaǵnıy úlginiń kesma maydanınıń ózgeriwin esapqa almań
jáne onıń uzınlıǵı boyınsha úlginiń birdey deformatsiyasini oyda sawlelendiriw etiń.
Shártli juwmaqlawshı kúsh Dv maksimal qatnası retinde anıqlanadı
úlginiń dáslepki kesma maydanına minimal kúsh Pmax:


P max F

0. ..
(3. 13)
Haqıyqıy tartısıw kúshin anıqlaw ushın Sb, maksimal
Pmax kúshi úlginiń haqıyqıy kesma maydanına baylanıslı bolıwı kerek. Úlginiń deformatsiyadan keyin uzınlıǵı dz1 z  hám kesma maydanı F bolǵanı ushın, deformatsiyadan aldınǵı hám keyingi kólemdiń turaqlılıǵına kóre: F0 dz Fdz1 z ,

qay jerde

F
F
0
Z
hám
Sb
Y
Bb 1 -bánt
Z. (3. 14)

Shıǵıw diagramması (3. 5 -suwretke qarang) elastik deformatsiyaning maydanların kórsetedi, bul bolsa onı keltirip shıǵarǵan júkti alıp taslaǵannan keyin joǵaladı hám plastmassa. Elastik tarawdaǵı stressler hám kernewler ortasında Guk nızamı gúzetiledi:

z Ez, (3. 15)

bul erda E - tartısıw modulı (Young modulı ).

Elastiklik modulı E - bul qattılıqtı xarakteristikalaytuǵın materiallıq turaqlılıq. E ma`nisi materialdıń kernew astında elastik deformatsiyaga qarsılıgın ańlatadı. Sonı atap ótiw kerek, elastiklik modulınıń ma`nisi, hátte birdey material ushın da, turaqlı emes penenhám málim shegaralar ishinde ózgerip turadı. Biraq, injenerlik esap -kitaplarında, bul farqni itibarsız qaldırıw múmkin hám E -dıń birdey ma`nisin tartısıw hám qısıw jaǵdayında kópshilik materiallar ushın alıw múmkin. Elastiklik modulı - normal stress σ hám salıstırmalı deformatsiya between ortasındaǵı sáykeslik koefficiyenti jáne bul munasábetler menen ańlatpalanadı :

E = σ / ε = tán a, (3. 16 )

bul erda a - kernew sızıǵınıń tuwrı sızıqlı bóleginiń iymeyiw múyeshi σ = f (ε)
abscissa oǵına.
Tap sonday, kesiwde G dıń ma`nisi - kesiw stressi τ hám salıstırmalı kesiw between ortasındaǵı proportsionallıq koefficiyenti hám kesiw modulı yamasa kesiw modulı dep ataladı. G ma`nisi baylanıslılıq menen ańlatpalanadı :

G = τ / γ. (3. 17)

Haqıyqıy tartısıw kúshin anıqlaw ushın Sb, maksimal
Pmax kúshi úlginiń haqıyqıy kesma maydanına baylanıslı bolıwı kerek. Úlginiń deformatsiyadan keyin uzınlıǵı dz1 z  hám kesma maydanı F bolǵanı ushın, deformatsiyadan aldınǵı hám keyingi kólemdiń turaqlılıǵına kóre: F0 dz Fdz1 z ,

qay jerde

F
F
0
Z
hám
Sb
Y
Bb 1 -bánt
Z. (3. 14)

Shıǵıw diagramması (3. 5 -suwretke qarang) elastik deformatsiyaning maydanların kórsetedi, bul bolsa onı keltirip shıǵarǵan júkti alıp taslaǵannan keyin joǵaladı hám plastmassa. Elastik tarawdaǵı stressler hám kernewler ortasında Guk nızamı gúzetiledi:

z Ez, (3. 15)

bul erda E - tartısıw modulı (Young modulı ).

Elastiklik modulı E - bul qattılıqtı xarakteristikalaytuǵın materiallıq turaqlılıq. E ma`nisi materialdıń kernew astında elastik deformatsiyaga qarsılıgın ańlatadı. Sonı atap ótiw kerek, elastiklik modulınıń ma`nisi, hátte birdey material ushın da, turaqlı emes penenhám málim shegaralar ishinde ózgerip turadı. Biraq, injenerlik esap -kitaplarında, bul farqni itibarsız qaldırıw múmkin hám E -dıń birdey ma`nisin tartısıw hám qısıw jaǵdayında kópshilik materiallar ushın alıw múmkin. Elastiklik modulı - normal stress σ hám salıstırmalı deformatsiya between ortasındaǵı sáykeslik koefficiyenti jáne bul munasábetler menen ańlatpalanadı :

E = σ / ε = tán a, (3. 16 )

bul erda a - kernew sızıǵınıń tuwrı sızıqlı bóleginiń iymeyiw múyeshi σ = f (ε)
abscissa oǵına.
Tap sonday, kesiwde G dıń ma`nisi - kesiw stressi τ hám salıstırmalı kesiw between ortasındaǵı proportsionallıq koefficiyenti hám kesiw modulı yamasa kesiw modulı dep ataladı. G ma`nisi baylanıslılıq menen ańlatpalanadı :

G = τ / γ. (3. 17)

Úlgi zarba (dinamikalıq ) júkleniw astında iymeyiw ushın sınaqtan ótkerilgenligi menen.
Tásirdiń shıdamlılıǵı - materialdıń dinamikalıq júklerge shıdam beriw qábileti, sınıwdan aldın ótkerilgen A jumısınıń kesilispesindegi kesma maydanına qatnası retinde anıqlanadı : KC = A / S.

Gúrish. 3. 5. Tásir kúshin tekseriw sxeması : a) úlgi, b) mayatnikli qazıq aydawshı

Sınaq ushın (GOST 9454-78) standart úlgiler tereńchali tórtmuyushler formasında tayarlanadı. Sızıq forması domalaq, v formasındaǵı hám jarıq formasında bolıwı múmkin. Úlgiler mayatnikdan nusqa kóshiriw apparatlarında sınaqtan ótkeriledi. Kopraning erkin túsetuǵın mayatniki úlgine keri tárepden urıladı. Bunda úlginiń sınıwı ushın sarplanǵan jumıslar belgilengenler etiledi (3. 5-su'wret).
Ásirese, tómen temperaturalarda isleytuǵın hám suwıq mortlıq tendentsiyasın kórsetetuǵın metall materiallar ushın zarbga shıdamlılıǵın anıqlaw zárúrli áhmiyetke iye. Materialdıń mayısqaq sınıwı mort bolatuǵın temperatura qanshellilik tómen bolsa jáne onıń jabısatuǵınlıǵı shegarası qanshellilik úlken bolsa, ol sonshalıq isenimli boladı.

3. 4. Qattılıqtı anıqlaw

Qattılıq - bul materialdıń basqa qattı materialdıń kirip keliwine qarsılıq kórsetiw qábileti. Metalldı kesetuǵın ásbaplar (kesetuǵın, burawlaw, kesetuǵın hám t.b. ), sonıń menen birge sirt qatıp qalǵan bólimleri joqarı qattılıqqa ıyelewi kerek. Metalldıń qattılıǵı anıqlanadı
Brinell, Rokvell, vikers penenhám basqalardıń usılları (3. 9 -su'wret).
Brinell usılı (GOST 9012-59 ) qatıp qalǵan shar (indentent) turaqlı júk astında tegis metall maydanına bosilishiga tiykarlanǵan. Toptıń diametri hám júktiń úlkenligi sınaq metallınıń qattılıǵı hám qalıńlıǵına qaray belgilenedi. Sınaq TSh apparatında (toptıń qattılıǵın tekseriwshi) ótkeriledi: apparattıń basqıshı

38

odaǵı úlgi topǵa tegmaguncha kóteriledi. Salmaqlıq túsiriledi hám toptı sınaq úlgisine itaradi. Úlgi maydanında ız payda boladı. Basım diametri qanshellilik úlken bolsa, metall jumsaqlaw boladı.

3. 9 -su'wret. Qattılıqtı tekseriw sxemaları :

a - Brinellga kóre; b - Rokvellga kóre; c - vikersning sózlerine kóre

F yukining maydanǵa qatnası HB qattılıǵınıń ólshewi retinde alınadı

diametri D bolǵan top izining maydanı :
2 F
HB =, MPa. (3. 22)
D D -D -D 2 -d 2
Sızıq diametri optikalıq lupa menen olshenedi, qattılıq ma`nisi kesteden anıqlanadı. Usıl ápiwayı, etarlicha anıq hám HB 6500 (ortasha qattılıq dárejesi) ge shekem bolǵan materiallardıń qattılıǵın ólshew ushın uyqas.
Qattı materiallardı sınap kóriw ushın Rockwell usılı (GOST 9013-59 ) isletiledi. Usıl XX asirdegi amerikalıq metallurg S. P. Rokvell atı menen atalǵan, ol bul usıldı islep shıqqan.
Rokvell usılına kóre, metallarning qattılıǵı almaz indentatorining sınaq maydanına shókpe múyeshi 120 ° (tárezi A hám S) yamasa qatıp qalǵan polattan jasalǵan shar formasında diametri 1 ge sozılıwı menen anıqlanadı. /16 dyuym, yaǵnıy 1, 588 mm (shkalası B). Qattılıq ma`nisi apparatqa ornatılǵan indikatorning kadrınan oqıladı.
Rokvellning qattılıǵı dástúriy birliklerde olshenedi. Birlik ushın
qattılıq, tárepinen eksenel jılısıwǵa sáykes keletuǵın baha

uchi 0, 002 mikron:

0, 2
HRC
--H -
0, 002
h, HRB

Y
0, 26 -H 0, 002

-
h. ..

(3. 23)

Qattılıqtı vikers penenusılı menen anıqlawda (GOST 2999 -75) - Ullı Britaniyanıń " vIKKERS" áskeriy -sanaat konsernining atınan - úlgili sırtqa almazlı sızıq (uchi) basıladı, ol ápiwayı tetraedral formaǵa iye. 136 ° tepasida dihedral múyeshtegi piramida. Sınaqlar waqtında úlginiń qattılıǵına qaray 50 den 1000 N ge shekem júkler isletiledi.

39

Qattılıqtıń cifrlı ma`nisi tómendegishe anıqlanadı : júkti alıp taslaǵannan keyin, hár eki qiyiqning uzınlıǵı mikroskop járdeminde olshenedi hám kesteniń qiyiq uzınlıǵınıń ortasha ma`nisi boyınsha sáykes keletuǵın qattılıq ma`nisi tabıladı.
Metalllardıń qattılıǵın kishi kólemlerde ólshew ushın (mısalı, metall danalarında ), vikers penenusılına uqsas mikro qattılıqtı anıqlaw usılı qollanıladı.
Túrli usıllar menen anıqlanǵan qattılıq bahaların salıstırıw
Sobami, konvertatsiya kesteleri isletiledi (mısal : 3. 1 -keste).
3. 1 -keste
Qattılıq bahaların konvertatsiya qılıw

d10, mm
Brinell tárepinen

HB, MPa
Rokvell
vickers penenNv, MPa

HRA
NRS

NRv

2. 34
6880

84. 5
65. 0
-
9400

2. 44
6320

-
62. 0
-
8320

2. 50
6010

81. 0
59. 0
-
7560

2. 60
5550

79. 0
56. 0
-
6530

2. 68
5220

78. 0
53. 0
-
5940

2. 78
4850

76. 0
50. 0
-
5420

2. 88
4510

74. 5
47. 5
-
4950

2. 98
4200

73. 0
44. 0
-
4490

3. 10
3880

71. 0
41. 0
-
4060
Brinellning qattılıǵı materiallardıń mexanik qásiyetlerin hám juwmaqlawshı bekkemlik ushın shamalıq ma`nisin bahalaw ushın isletiliwi múmkin. Empirik munasábetler tómendegishe:

Qv 0. 33 Nvmax,

bul erda D - juwmaqlawshı kúsh, HBmax - júk astında qattılıqtıń maksimal ma`nisi, odan qattılıqtıń tómenlewi baslanadı.

3. 5. Elastik hám plastmassa deformatsiya, vayranshılıq

Qattı denelerde hár qanday deformatsiyani atomlarning salıstırmalı jılısıwı nátiyjesinde ámelge asırıw múmkin. Qattı denelerde elastik deformatsiyani (onı keltirip shıǵarǵan tásirdi alıp taslaǵannan keyin joǵaladı ) hám plastmassani (júkti alıp taslaǵanınan keyin qalǵanın ) ajıratıw múmkin.
Qattı denelerdiń elastik deformatsiyasi ádetde kishi hám qollanılatuǵın stresske proporcional boladı. Júkti alıp taslaǵannan keyin, dene forması hám kólemin tiklaydi. Elastik deformatsiyada atomlarning teń salmaqlılıq jaǵdayınan jılısıwı qońsılas arasındaǵı aralıqtan aspaydı

40

olar atomlar. Bul halda, atomlarning jılısıwına alıp keletuǵın elementar kúshlerdiń úlkenligi, bul jay almaslawdıń artpaqtası menen artadı. Metalllar ushın júkleniwdiń málim shegaralarında ádetde deformatsiyalanuvchi kúshler (kernewler) hám atomlarning teń salmaqlılıq jaǵdayınan jılısıwı (deformatsiyalar) ortasında proporcional baylanıslılıq bar.

Gúrish. 3. 3. (A) hám iymeyiw (b) arqalı plastik deformatsiyaning sxeması.

Elastik deformatsiyalar ma`nisiniń asıwı menen qattı jismning potentsial energiyası asadı. Atomlarning teń salmaqlılıq jaǵdayınan jılısıwı - bul sırtqı kúshlerdiń pútkil qattı denege yamasa onıń bólek bólegine tásirine reakciya. Hár qanday júkleniw sharayatında, sırtqı kúshlerdiń denege tásiri atomlarni minimal potentsial energiya jaǵdayına qaytarıwǵa umtila otirip, atomlararo kúshlerdiń óz-ara tásiri menen teń salmaqlılıqlanadı.
Biraq, atomlarning teń salmaqlılıq jaǵdayınan jılısıwı nátiyjesinde denediń potentsial energiyasınıń kóbeyiwi sheksiz bolıwı múmkin emes. Potentsial energiyanıń málim shegarasına erisilgende, atomlar júklenbegen jismning atomlararo aralıǵınan úlkenlew aralıqtı basıp ótiwge ılayıq. Bunda sırtqı kúshler alıp taslanǵanınan keyin atomlar dáslepki teń salmaqlılıq jaǵdayına qaytmaydi, bálki turaqlı teń salmaqlılıqtıń jańa pozitsiyalarini iyeleydi. Atomlarning jańa teń salmaqlılıq jaǵdayına jılısıwlarınıń jıyındısı sırtqı kúshlerdiń tásiri nátiyjesinde plastmassa deformatsiyani yamasa qattı jismning forması hám kóleminiń qaldıq ózgeriwin keltirip shıǵaradı. Bunday halda, júkti alıp taslaǵannan keyin, material túp forması hám ólshemlerin tiklamaydi.
Atomlarning jańa teń salmaqlılıq jaǵdayına ótiwi úzilislerge alıp kelmewi ushın, bunday jay almaslaw processinde atomlar aktiv háreket zonasınıń ólshemlerinen úlkenlew aralıqlarda bir-birinen uzoqlashmasligi kerek. atomlarning óz-ara tartısıw kúshleri.
Júk astında atomlar mudamı teń salmaqlılıq pozitsiyalaridan jıljıydı, sebebi sırtqı kúshlerdiń háreketi atomlarning teń salmaqlılıq jayınnan jılısıwı nátiyjesinde payda bolǵan ishki kúshlerdiń háreketi menen teń salmaqlılıqlasadı. Sonday eken, plastik deformatsiya sharayatında ulıwma (jámi) deformatsiyaga ushraydı

41

Ratsionda plastik komponent de, elastik komponent de bar, olar deformatsiyalanuvchi kúshler alıp taslanǵanınan keyin joǵaladı.

Plastmassa deformatsiyadan keyin deformatsiyalanuvchi kúshler alıp taslanǵanında, atomlar teń salmaqlılıq pozitsiyalarini iyelewge beyimdirlar (jańa ) hám atomlararo baslanǵısh aralıqtı ornatadılar, plastik deformatsiya deformatsiyalangan dene kóleminiń sezilerli ózgeriwine alıp kelmeydi.
Plastik deformatsiyaning tiykarǵı mexanizmi - bul dislokatsiyalar háreketi (dislokatsiya - jay almaslaw, jılısıw ). Plastmassa deformatsiyalanishi sırǵalıw hám iymeyiw jolı menen ámelge asıriladı (3. 3-su'wret, a, b).

3. 6. Materiallardı bekkemlew hám yumshatish, jumıstı qattılastırıw

hám qayta kristallanish

Shıǵıw diagrammalarınan kórinip turıptı, olda, polatlardıń bólme temperaturasında deformatsiyalanishi nátiyjesinde deformatsiyaning asıwı menen shıǵın basımı asadı, yaǵnıy bul sharayatta material qattılasadı.

Kúsheytiw - bul metall materialdıń dúzilisi hám qásiyetleriniń ózgeriwi
plastik deformatsiyadan kelip shıqqan rial.
Plastik deformatsiyaga eń úlken qarsılıq
dislokatsiya qısıqlıǵı low júdá tómen bolǵan metall menen atqarılıwı kerek. Dislokatsiya qısıqlıǵı asıwı menen plastik deformatsiyaga qarsılıq azayadı (3. 6 -su'wret).
1010 - 1012 jıllar

106 - 108

ρ sm ρ, sm-2

Dislokatsiya qısıqlıǵı

Gúrish. 3. 6. Deformatsiyaga qarsılıqtıń dislokatsiyalar qısıqlıǵına baylanıslılıǵı

Bul cr dislokatsiya qısıqlıǵınıń málim bir kritik ma`nisine yetguncha júz boladı.plastik deformatsiyaga qarsılıq kusheytiwine alıp keletuǵın dislokatsiyalarni qorshap turǵan kúsh maydanlarınıń óz-ara tásiri baslanadı.

Sonlıqtan, plastik deformatsiyaga qarsılıqtı eki qıylı usılda alıw múmkin: metalldı qattılasıwı, yaǵnıy dislokatsiya qısıqlıǵın tuwrınan -tuwrı asırıw yamasa dislokatsiya qısıqlıǵın júdá kishi bahaǵa etkazish.

42

Jumıstıń qattılasıwı suwıq plastmassa deformatsiyasi waqtında metalldıń qattılasıwı dep ataladı. Jumıstıń qattılasıwı nátiyjesinde bekkemlik (σv, σ0. 2, qattılıq hám t.b. ) asadı, mayısqaqlıǵı hám zarba kúshi (δ, ψ, KCU) azayadı. Kernew kristall dúzilisindegi kemshilikler sanınıń kóbeyiwi nátiyjesinde júzege keledi, bul bolsa dislokatsiyalar háreketine tosqınlıq etedi hám nátiyjede deformatsiyaga qarsılıqtı asıradı hám mayısqaqlıqtı pasaytiradi.

Jumıstı qattılastırıw - bul, ásirese, ıssılıq menen ishlov berilmaydigan eritpeler hám mayısqaq metallar ushın ayrıqshalıqlardı ózgertiwdiń eń zárúrli usıllarınan biri bolıp tabıladı. Qattılashuv usılların sırtqa (rulo menen qózǵaw, kósher atıw ) hám ótiwge (betlerdi qózǵaw, sım sızıw ) bolıw múmkin. Metalllardı kesiw jolı menen qayta islew, sonıń menen birge, jumıstıń qattılasıwına hám juqa sirt qatlamındaǵı strukturanıń ózgeriwine alıp keledi, bul ónimlerdiń keyingi islewinde esapqa alınıwı kerek.
Sonday etip, plastik deformatsiyalar dislokatsiyalar qısıqlıǵınıń asıwına, kristall tordıń aynıwına alıp keledi hám stresstiń asıwına alıp keledi, bunda qosımsha deformatsiyalar bolıwı múmkin.
Ekinshi usıl - kemshiliksiz dúzılıwǵa iye metallar hám eritpeler jaratıw - jáne de progressiv. Házirgi waqıtta " murt" dep atalatuǵın kishi ólshem degi (uzınlıǵı 2-10 mm hám qalıńlıǵı 0, 5-2, 0 mkm) kristallar, derlik dislokatsiyasiz, teoriyalıq kúshke jaqın kúsh menen alınadı. Bunday kristallar talshıqlı kompozit materiallardı bekkemlewde, mikroelektronikada hám basqalarda óz qollanılıwın taptı.

a) c) d)

b)

Gúrish. 3. 7. Plastik deformatsiyadan kelip shıǵıs tekstura: a) baslanǵısh dúzılıw, b) kernew astında tekstura, v) qısılıw astında tekstura, d) kesindi astında tekstura

Deformatsiya waqtında domalaq danalar deformatsiya baǵdarı boyınsha shozılǵan danalar menen almastırıladı, toqımalar dep ataladı (tekstura - toqıma, baylanısıw, dúzılıw ) - anizotropik polikristalli yamasa amorf ortalıq, kristallar yamasa molekulalardan ibarat. Toqımalar eksenel bolıwı múmkin - ábzal etilgen jónelis menen

43

tekstura elementleri bir arnawlı jóneliske salıstırǵanda, tegis - arnawlı tegislikke salıstırǵanda jóneltirilgen hám tolıq - arnawlı tegislik hám ol jaǵdayda arnawlı jónelis ámeldegi bolǵanda (3. 7-su'wret). Toqımalar ayrıqshalıqlardıń anizotropiyasini jaratadı.

Qattılastırılgan metall ishki energiya támiynatınıń kóbeyiwine iye, yaǵnıy teń salmaqlılıqsız jaǵdayda. Metalldı teń salmaqlılıqǵa keltiriw ushın onı qızdırıw kerek. Perchinlangan metall qızdırılǵanda ol jaǵdayda tómendegi processler júz boladı :
 nátiyjesinde strukturalıq jetiliskenlikti bólekan qayta tiklew
atomlarning jıldamlıǵı asıwı sebepli nuqsanlı kemshiliklerdiń azayıwı (artıqsha boslıqlar hám interstitsial atomlar bir-biri menen óz-ara tásir etedi, sonıń menen birge, ekinshisiniń qızdırılǵanda qayta bólistiriliwi waqtında dislokatsiyalar tárepinen sıpaladi) hám ishki stresslerdiń tómenlewi (tikleniw procesi);
 terissin joq etiw sebepli dislokatsiya qısıqlıǵın kemeytiw
belgindegi jalǵan dislokatsiyalar hám dislokatsiya diywallarınıń hizalanishi nátiyjesinde sızıqlı kemshiliklerden erkin subgrainlarning (poligonlarning) qáliplesiwi (poligonizatsiya procesi);
 jóneltirilgen ornına jańa teńlestirilgen danalardıń yadrosı hám ósiwi
deformatsiyalangan metalldıń talshıqlı dúzilisi (qayta kristallanish procesi
zation).
Qayta kristallanish procesi jańa danalardıń yadroları qáliplesiwi menen baslanadı hám deformatsiyalangan donni mayda ekvaksli danalar menen tolıq almastırıw menen tawsıladı (baslanǵısh rekristalizatsiya), nátiyjede plastik deformatsiya waqtında payda bolǵan qattılashuv pútkilley joq etiledi (bekkemlik hám qattılıq ) metalldıń tómenlewi jáne onıń mayısqaqlıǵı asqanda ), metall minimal muǵdardaǵı kristallı dúzılıw kemshilikleri menen teń salmaqlılıqlı dúzılıwǵa iye boladı. Qayta kristallanishdan keyin dislokatsiya qısıqlıǵı 1010 -1012 sm-2 ge shekem azayadı
Bálentligi 106 -108 sm.

Gúrish. 3. 8. Deformatsiyalangan metalldı qızdırıw waqtında bekkemlik, mayısqaqlıq hám donador dúzılıw daǵı ózgerisler

44

Temperaturanıń jáne de asıwı menen kishi danalardıń qosılıwı esabına eń úlken danalardıń úlkenligi asadı. Temperatura kóterilgach, úlken danalar sanı uyań -aste ósip baradı, barlıq mayda danalar úlken danalarǵa biriktirilguncha - ekilemshi (kollektiv) qayta kristallanish procesi.

Qayta kristallanish dawam etetuǵın rekristalizatsiyaning baslanıw temperaturası, suwıq deformatsiyalangan metalldıń jumsawı júz boladı jáne onıń plastisitesining tikleniwi TPR rekristalizatsiyasining temperatura shegarası dep ataladı.
Bul temperatura turaqlı fizikalıq muǵdar emes, mısalı, eriw noqatı. Berilgen metall (eritpe) ushın bul qizdırıwdıń dawam etiw waqtine, dáslepki deformatsiya dárejesine, deformatsiyadan aldınǵı dán kólemine hám basqalarǵa baylanıslı. Qayta kristallanishning temperatura shegarası
deformatsiya deformatsiyalanish dárejesiniń asıwı, qizdırıw dawam etiw waqtidıń asıwı yamasa deformatsiyadan aldın dán kóleminiń azayıwı menen azayadı.
Kommerciya kózqarasınan taza kristallanishning temperaturası
metallar shama menen 0, 4 TPL ni quraydı, sap metallar ushın (0, 1-0, 2) TPL ge shekem, eritpeler ushın bolsa (0, 5-0, 6 ) TPL ge shekem kóteriledi.