Для большинства пластичных ковких материалов механические свойства при сжатии достаточно близки к тем же свойствам при растяжении, и для упрощения при оценке свойств используется предел прочности на растяжение в обоих случаях — при растяжении и при сжатии. Металлы в литейном исполнении, однако, могут быть крепче при сжатии, чем при растяжении. Хруп* кие материалы, такие как керамики, в основном также крепче при сжатии, чем при растяжении. Есть некоторые материалы, у которых имеется значительная анизотропия, т.е. их свойства зависят от направления измерения. Это можно наблюдать, например, у ковких материалов, у которых имеются вытянутые включения, и в результате обработки они становятся ориентированными в некотором направлении, или в композитных материалах, содержащих одинаково направленные волокна.

Механические свойства металлов претерпевают очень существенные изменения при обработке, будь то тепловая обработка или деформация.Таким образом, невозможно сравнивать сплавы иначе, чем в терминах предела прочности на растяжение. На свойства полимерных материалов сильно влияют добавки, введенные в нормальный состав, и тоже возможно только грубое сравнение механических свойств различных полимеров. Имеется также проблема и с термопластами в том, что даже при 20°С они могут показывать значительную ползучесть. Также их прочность очень сильно зависит от времени. Неарми-рованные термопласты имеют низкую прочность по сравнению с большинством металлов, однако у них низкая плотность, и вследствие этого их прочность по отношению к массе вполне приемлема.

В Табл. 14.1 приведены пределы прочности на растяжение ряда материалов, все данные указаны для температуры порядка 20°С. В Табл. 14.2 даны типичные характерные прочности материалов, т.е. прочности на растяжение или пределы текучести, деленные на плотность материалов (прочность на единицу мас-сы). А в Табл. 14.3 представлены обычно применяемые стали ■для различных уровней предела прочности на растяжение и соответствующие предельные критические сечения.

Табл. 14.1. Прочность материалов

Материал

Прочность [МПа]

Полимерные пены

<10

Древесины, перпендикулярные структуре

2...12

Эластомеры

2...12

Древесины, параллельные структуре

6...100

Технические полимеры

60...100

Бетон

20...60

Свинцовые сплавы

20...60

Магниевые сплавы

80...300

Цинковые сплавы

160...400

Алюминиевые сплавы

100...600

Медные сплавы

80...1000

Углеродистые и низколегированные стали

250... 1300

Никелевые сплавы

250... 1500

Высоколегированные стали

500...1800

Технические композиты

100...1800

Технические керамики

1000... 10000 и более

Табл. 14.2. Характерная прочность материалов при 20°С

Материал

Плотность [Мг/м3]

Прочность, отнесенная к плотности [МПа/(Мг м"3)]

Алюминиевые сплавы

2.6...2.9

40...220

Медные сплавы

7.5...9.0

8...110

Свинцовые сплавы

8.9...11.3

1...3

Магниевые сплавы

1.9

40...160

Никелевые сплавы

7.8...9.2

30...170

Титановые сплавы

4.3...5.1

40...260

Цинковые сплавы

5.2...7.2

30...60

Углеродистые и низколегированные стали

7.8

30...170

Высоколегированные стали

7.8...8.1

60...220

Технические керамики

2.2...3.9

>300

Стекла

2...3

200...800

Термопластики

0.9... 1.6

15...70

Полимерные пены

0.04...0.7

0.4...12

Технические композиты

1.4...2

70...900

Бетон

2.4...2.5

8...30

Древесина

0.4...1.8

5...60

Примечание:

Применяемая единица для плотности Мг/м3 равна 1000 кг/м3.

Табл. 14.3. Выбор стали

Предел прочности на растяжение [МПа]

BS код стали

Состав стали (затвердевшая и отпущенная)

Предельное критическое сечение [мм]

620...770

080М40

Среднеуглеродистая

150М36

Марганцево-углеродистая

503М40

1% Ni

700...850

150М36

1.5% Мп

708М40

1% Сг—Мо

605М36

1.5% Мп—Мо

770...930

708М40

1% Сг—Мо

817М40

1.5% Ni—Сг—Мо

850...1000

630М40

1% Сг

709М40

1 % Сг—Мо

817М40

1.5% Ni—Сг—Мо

930...1080

709М40

1.5%Сг—Мо

817М40

1.5% Ni—Сг—Мо

826М31

2.5% Ni—Сг—Мо

1000...1150

817М40

1% Ni—Сг—Мо

826М31

2.5% Ni—Сг—Мо

1080...1240

826М31

2.5% Ni—Сг—Мо

826М40

2.5% Ni—Сг—Мо

1150...1300

826М40

2.5% Ni—Сг—Мо

1240...1400

826М40

2.5% Ni—Сг—Мо

>1540

835М30

4% Ni—Сг—Мо

14.2. ЖЕСТКОСТЬ


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒