Где применяются неупругие пластичные материалы. Содержание

Где применяются неупругие пластичные материалы. Содержание

В пластичные материалы Это те, которые способны к пластической деформации и устойчивости, не ломая и не нарушая своей структуры перед лицом продолжительного действия силы. Фактически, их особенность состоит в том, что благодаря устойчивому продольному натяжению получаются волокна или нити меньшего размера, но той же природы.

Пластичные материалы - полная противоположность хрупкие материалы . Но их не следует путать с податливые материалы .

Это не означает, что пластичные материалы не могут сломаться; на самом деле, они есть, но после того, как претерпели печально известные деформации. Это также не означает, что пластичные материалы мягкие; сила, необходимая для его деформации, значительна, а в случае слабых сил - изменение формы, обычно упругое и обратимое.

В деформация пластичных материалов Кроме того, его можно увеличить при наличии горячей , не доходя до границ расплавленный , и косвенно измеряется упругостью, особенно в металлах. Последние являются наиболее распространенными пластичными материалами, так как их атомы Они сконфигурированы таким образом, что могут скользить друг по другу, что позволяет изготавливать проволоку и резьбу разной толщины.

Пластичные материалы ценятся в металлургическая и инструментальная промышленность поскольку они могут принимать определенные формы перед тем, как сломаться. Однако настойчивые и повторяющиеся деформации приведут к усталость металла и его поломки, о чем свидетельствует повышение температуры участка, на который действует сила деформации.

Неупругие пластичные материалы примеры. Пластические и хрупкие материалы

Материалы принято делить на пластичные и хрупкие. К пластичным относят материалы, разрушениям которых предшествуют большие остаточные деформации, достигающие иногда 5%. Хрупкими называют материалы, разрушающиеся при малых остаточных деформациях не превышающих 5%. Характерными представителями пластичных материалов являются малоуглеродистая сталь и алюминий, а хрупких - чугун, инструментальная сталь и стекло.

Пластичные и хрупкие материалы отличаются еще и характером разрушения при растяжении. Пластичные материалы проявляют большее сопротивление отрыву частиц, чем сдвигу их относительно друга, и разрушаются главным образом, от сдвига частиц в плоскостях действия наибольших касательных напряжений. Именно вследствие сдвига частиц увеличивается длина образца из пластического материала при его растяжении, а место разрушения в шейке имеет вид кратера, стенки которого наклонены к оси образца под углом 45. Дном этого кратера является поверхность первоначальной внутренней трещины, возникающей после образования шейки (рис. 4.3а).

Хрупкие материалы, наоборот обладают большим сопротивлением сдвигу, чем отрыву и разрушаются при растяжении внезапно от отрыва частиц материала по плоскости поперечного сечения (рис. 4.3б). Единственной прочностной характеристикой хрупких материалов является предел прочности  _В .

При сжатии образца из пластического материала, как и при растяжении, сначала имеет место линейная зависимость  от  , затем площадка текучести и зона упрочнения. Но в отличие от растяжения площадка текучести едва намечается, и в дальнейшем нагрузка все время возрастает. Возрастание происходит потому, что при сжатии образец из пластического материала не разрушается, а постепенно сплющивается в тонкий диск при одновременном увеличении площади сечения. Предел текучести материала при сжатии по абсолютной величине практически равен пределу текучести при растяжении.

Иные свойства при сжатии проявляют хрупкие материалы. Образцы из таких материалов при сжатии разрушаются внезапно, раскалываясь по наклонным (под углом 45) плоскостях (рис. 4.3г). Большинство материалов лучше сопротивляются сжатию, чем растяжению. Так, например, для чугуна предел прочности при сжатии выше, чем предел прочности при растяжении примерно в 2,5-4,5 раз.

1.3. Закон разгрузки. Явление наклепа

Если разгрузить образец, растянутый до напряжений, не превышающих предел упругости  _у , то линия разгрузки совпадает с линией нагрузки ОА (рис. 4.5). При повторном нагружении диаграмма растяжения полностью совпадает с первоначальной диаграммой растяжения. Многократные нагружения до напряжения меньше предела пропорциональности не приводят к изменению механических свойств материала.

Рисунок 4.5

Иная картина наблюдается при нагружении до напряжений превышающих предел упругости  _у . Разгрузка пойдет по кривой БО₁. Повторное нагружение происходит по кривой О₁Б до точки Б, из которой произведена разгрузка. Обе линии (разгрузки и нагрузки) близки к прямой параллельной линейному участку диаграммы. Линии разгрузки и нагрузки образуют замкнутую петлю- петлю гистерезиса. Площадь петли гистерезиса соответствует потерям механической энергии за один цикл. После полного цикла образец возвращается к первоначальному состоянию. При дальнейшем нагружении (после точки Б) кривая деформирования продолжается, как будто не было промежуточного цикла. Следовательно, после промежуточной разгрузки появился как бы новый материал с более высоким пределом пропорциональности  _пц , но с меньшей пластичностью. Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного пластического деформирования наклепом или нагартовкой. Наклеп возникает при вытяжке, холодной прокатке металла, в процессе штамповки. Часто наклеп играет положительную роль для упрочнения поверхностного слоя детали, повышения упругих свойств проволоки, канатов.

Хрупкие материалы примеры.

Хрупкость  — свойство материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций . Является противоположным свойству пластичности . Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов удлинение при разрыве не превышает 2…5 %, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся высокоуглеродистая инструментальная сталь , стекло , кирпич , камни и др. Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения .

Сопоставление предела прочности хрупких материалов при растяжении σ_в.рс пределом прочности при сжатии σ_в.споказывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочностными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Отношение $k=\frac{{\sigma }_{B.p}}{{\sigma }_{B.c}}$ для керамических материалов в пределах 0,1…0,2.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывают скорость нагружения и температура . При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при медленном — свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать остаточные деформации. Пластичные же материалы, такие как малоуглеродистая сталь , под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства. При понижении температуры хрупкость материалов увеличивается, а при повышении температуры увеличивается свойство пластичности.

Одной из основных технологических операций, позволяющих изменять в нужном направлении свойства материала, является термообработка . Закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает её пластические свойства.

Почему стекло широко используется, как конструкционный материал. Хрупкий и прочный. Что вы ещё не знали о стекле, как о строительном материале

По словам знаменитого Ле Корбюзье, "вся история архитектуры - это история борьбы за свет". И именно стекло помогает нам одержать победу, ведь это тот самый материал, который позволяет свету беспрепятственно проходить в помещения, наполняя их уютом и жизнью.

Стекло используется в обиходе уже более 4000 лет, со временем оно стало занимать все более видное место, а в нашем веке без него сложно представить ни современное офисное здание , ни выставочный центр, ни зимний сад частного особняка.

Прозрачными сейчас делают не только привычные окна и двери, но и стены, ведь стекло не уступает в надежности, универсальности и доступности прочим материалам.

Стекло - невероятный материал, одновременно строительный и отделочный, может служить наполнением каркаса здания, а может быть его украшением.

Оно не боится солнечных лучей, влаги, радиации, перепада температур, морозоустойчиво, не горит - по сути, идеальный материал для современной строительной индустрии.

Состав стекла прост до примитивности: кварцевый песок, известняк, сода или сульфат натрия - все это вариться в особых печах при температуре около 1500 градусов.

На сегодняшний день существует много видов строительного стекла, которое может применяться для различных целей.

Например, вместо капитальных стен часто выполняют цельностеклянные перегородки, которые отлично звукоизолируют и не создают эффект замкнутого пространства. В Калифорнии один из известных мировых дизайнеров построил стеклянный дом, его оценивают аж в 35 миллионов долларов.

В России тоже есть свое стеклянное чудо, возведенное по замыслу Андрея Тигунцева на берегу Иркутского водохранилища - огромная площадь остекления делает его парящим над северными снегами, придает сюрреалистичность всей постройке.

Самое простое стекло - оконное , его мы все прекрасно представляем. Это плоские прозрачные листы толщиной до 6 мм.

Следующий вид стекла, без которого мы не мыслим жизни - витринное . Как правило, это стекло большого размера, прозрачное и толстое, с высококачественной поверхностью. Это стекло применяется для устройства больших световых проемов, стеклопакетов, перегородок и, конечно, витрин.

Закаленное стекло - сталинит иначе, особо прочное стекло, отличающееся высокой степенью безопасности и повышенной термостойкостью. Его можно встретить в строительстве в качестве ограждений, дверей, лестниц, а также стекол в общественном транспорте.

Армированное стекло - вид стекла с основой из металлической сетки - одно из тех стекол, которое не бьется на режущие осколки, используется для ограждений лестниц, балконов, огнестойкого остекления.

Облицовочное стекло - то самое, которое поблескивает на фасадах небоскребов , представляет собой плоские элементы толстого полированного стекла с керамической разноцветной эмалью и алюминиевым защитным покрытием. Эстетическая привлекательность таких фасадов не вызывает сомнения.

Это лишь малая часть возможностей применения стекла в качестве строительного материала. Как бы то ни было, со временем оно только набирает популярность, поскольку не пользоваться возможностями такого привлекательного материала, как стекло, просто невозможно!

Виды пластичных материалов. Виды пластмасс

Пластмасса — это высокопрочный, эластичный материал, который при нагревании становится мягким и пластичным. В этот промежуток времени из нее можно слепить практически все что угодно. После остывания изделие вновь становится твердым.

Краткая история появления

Считается, что первооткрывателем пластмассы был британский изобретатель Паркс.    В 1855г. он решил чем-нибудь заменить материал бильярдных шаров. В то время они состояли из слоновой кости.

Он смешал масло камфорного дерева, нитроцеллюлозу (хлопок + азотная и серная кислота) и спирт. При нагревании получил однородную жидкую смесь, которая при охлаждении застыла и стала твердой. Это и была первая разновидность пластмассы, полученная искусственным путем из природных и химических материалов.

И только через сто лет в 1953г. немецкий профессор Штаудингер открыл синтетическую макромолекулу (молекула с очень большим количеством атомов и большой массой). Она то и стала базовой прародительницей для получения разнообразных видов промышленного пластика.

  Если не вдаваться в научные подробности, новые виды пластмасс создаются следующим образом: в макромолекуле, особым образом, меняют расположение звеньев малых молекул. Эти цепочки называются полимерами. От этих «перестроений» рождаются материалы с определенными физико-механическими характеристиками.

Химики всего мира сразу, после этого открытия, стали выстраивать из этих кубиков трансформеров конструкции с ранее невиданными свойствами.

Свойства

Изделия из пластмасс имеют следующие особенности:

1. Для дизайнеров и инженеров это тот материал, из которого можно изготавливать самые сложные по форме конструкции.
2. Отличаются экономичностью в сравнении с аналогичными продуктами из других материалов. Малые энергетические затраты при производстве. Простота формовки.
3. Почти все виды пластика не нуждаются в покраске, так как они имеют свои различные цветовые гаммы.
4. У них небольшой вес.
5. Обладают высокой эластичностью.
6. Являются отличными диэлектриками (т.е. практически не проводят электрический ток).
7. Обладают низкой теплопроводностью (отличные теплоизоляторы).
8. У материалов высокий коэффициент шумоизоляции.
9. Не подвержены, в отличие от металлов коррозии.
10. Имеют хорошую устойчивость к перепадам дневных и межсезонных температур.
11. У пластиков высокая стойкость ко многим агрессивным химическим средам.
12. Они могут выдержать большие механические нагрузки.  

Применение пластмасс

Пластмассы прекрасно могут заменять функции многих, более дорогих в изготовлении, металлических, бетонных или деревянных изделий.   И в промышленности и в быту этот материал используется повсеместно.

1. На наземном, морском и авиационном транспорте применение пластмассовых частей и деталей машин существенно снижает их вес и стоимость.

2. В машиностроении из пластика изготавливают: технологическую оснастку; подшипники скольжения; зубчатые и червячные колеса; детали тормозных устройств; рабочие емкости и прочее.

3. В электротехнике многие виды пластмасс используют для производства корпусов приборов, изоляционного материала и др.

4. В строительстве применяют сделанные из пластика несущие конструкции, отделочные и кровельные материалы, вентиляционные устройства, навесы, панели, двери, окна, рабочий инструмент и др.

5. В сельском хозяйстве из пластиковых полупрозрачных листов сооружают теплицы.

6. В медицине большинство аппаратов и приборов состоят из пластмассовых частей и деталей. А многие человеческие органы чаще всего заменяют их пластиковыми аналогами.

7. В быту полно изделий из пластика. Это — посуда, телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, обувь, одежда и др.     

Маркировка пластмасс

Умение правильно расшифровывать буквенную маркировку пластика необходимо хотя бы для того, чтобы не нанести непоправимый вред здоровью при пользовании изделиями из этого материала.

Некоторые виды пластика способны медленно разрушать организм человека. Отказаться от них полностью мы не сможем, но уменьшить отрицательное влияние вполне реально.

Внимательно изучайте товар, который планируете купить. Производитель обязан маркировать свои изделия. Если специальное обозначение отсутствует — это должно вас насторожить.

Сами пластмассы не являются канцерогенами, а ими могут быть некоторые вещества в них содержащиеся. Они добавляются производителями для получения тех или иных свойств материала.

Пластичные материалы это. Что такое пластичность металлов

Рассмотрим для начала определение пластичности металлов. Пластичностью называют способность металлов меняться под воздействием внешних факторов с сохранением изменений после окончания этого влияния. Специалисты называют это свойство обратной упругостью металлов. Высокая пластичность позволяет легко обрабатывать материалы (штамповать, ковать и пр.).

Существует прямая зависимость пластичности от температуры, до которой нагревают материал. Пластичность металлов увеличивается при нагревании, а при уменьшении температуры мягкость снижается. Если вы имеете дело с металлами, показывающими высокую пластичность в условиях комнатной температуры, то существует возможность их разрушения в случае охлаждения ниже нуля градусов по Цельсию.

Для большинства металлов характерна пластичность. У одних она высокая – это так называемые пластичные материалы, а у других низкая – это хрупкие. При этом последние не показывают какой-либо деформации при разрушении или перед ним. Хрупким может быть, например, стекло – один из самых часто встречающихся материалов. Или чугун (особенно белый) – это уже металл, причем широкого использования.

При необходимости обработки (изменении формы) пластичность металла будет очень важным свойством. Как на практике можно использовать пластичность металлов? Кузова автомобилей, например, изготавливают из материалов с достаточной пластичностью для того, чтобы была возможность придать им необходимую форму.

Характеристика пластичности металлов прочно связана с соотношением направления, куда была приложена сила, и направления, в котором происходила прокатка материала. Катаные металлы имеют свойство направленности из-за удлинения структурных кристаллов/зерен вдоль прокатки. Соответственно, пластичность будет выше в том же направлении. Это характерно и для листовой стали.

В поперечном же направлении прочность материала снижается, иногда до 30 %. Пластичность в том же направлении может упасть на 50 %. А по толщине материала эти свойства падают еще больше. Некоторые виды стали показывают очень низкую пластичность в поперечном направлении. Итак, мы имеем три направления. Им присваиваются следующие обозначения. Продольное (направление прокатки) обозначается X, поперечное – Y, по толщине – Z.

При проведении аттестации сварщиков, к примеру, при проверке навыка загиба листа стали, частенько можно увидеть излом основного металла. Он возникает из-за того, что ось шва идет параллельно с направлением прокатки металла. Несмотря на хорошие характеристики материала в направлении X, возникновение нагрузки в направлении Y или Z способно разрушить металл.

Проверка пластичности происходит с помощью теста на растяжение. Его производят в тот момент, когда испытывают металл на предел его прочности. Выражается данное свойство, как относительные удлинение и сужение сечения материала.

Существует несколько факторов, влияющих на пластичность металлов. Подробнее остановимся на каждом из них.