ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности механических свойств полимеров, пластмасс и композитов при растяжении (сжати) из "Механика химических производств Изд3" В химической промышленности для получения тех или иных продуктов часто ведут технологический процесс при повышенных температурах. [c.49] Опыты показывают, что свойства материалов зависят от температуры и времени. Функциональная зависимость между ст, е, температурой Т и временем / /(ст, е, 7, ) = 0 не является однозначной (зависит от истории нагружения, то есть от последовательности приложений нагрузок и температуры) н в общем случае не установлена. [c.49] Если вести статические испытания ( е/ / = 2 10 -=-5-10 С ) при различных температурах, то можно получить зависимость механических характеристик от температуры. В табл. 4 Приложения приведена зависимость от температуры модуля упругости Е для различных сталей. Как видно из табл. 4, модуль упругости до 300 0 мало изменяется. Существенное изменение претерпевают Стт (сто.г), сгв (табл. 1 и 2 Приложения) и б, причем имеет место охрупчивание малоуглеродистых сталей в интервале 150—300 °С — удлинение при разрыве уменьшается. При дальнейшем повышении температуры пластичность стали восстанавливается, а прочностные показатели быстро снижаются. Кроме того, с повышением температуры сокращается длина площадки текучести, а при температуре около 400 °С площадка текучести исчезает вообще. [c.49] Легированные стали (табл. 2 и 3 Приложения) и цветные металлы при повышении температуры снижают (большей частью монотонно) прочностные характеристики и увеличивают 6. [c.49] Влияние фактора времени (ползучесть) проявляется при комнатных температурах для мягких металлов (олово, свинец и др.) и полимерных материалов (см. разд. 1.6 и 3.5). [c.50] Экспериментально явление ползучести изучают при фиксированной температуре и постоянной нагрузке на образец. С увеличением температуры существенно возрастает скорость ползучести, кривые Ползучести идут все более круто, сокращается деформация, при которой происходит разрушение материала. Для стали температуры заметного проявления ползучести лежат выше 300 °С. [c.50] Следует отметить, что при изменении температуры в материале возникает дополнительно температурная деформация ет = аД7 , где о. — коэффициент температурного (линейного) расширения, зависящий от температуры (см. табл. 5 Приложения). [c.50] Нарастание деформации ползучести происходит вначале быстро, затем процесс стабилизируется. Основными механическими характеристиками металлов и сплавов в условиях ползучести являются предел длительной прочности и предел ползучести. [c.50] Известно, что для более полного использования сырья необходимо измельчить твердые компоненты реакции, В процессе измельчения оборудование (дробилки, мельницы) подвержено ударным, быстро изменяющимся нагрузкам. [c.51] Как будет себя вести деталь (или образец) при комнатной температуре, если скорость нагружения будет большой Рассмотрим этот случай на примере малоуглеродистой стали. Если за время нагружения образца (или детали) пластические деформации не успевают полностью образоваться, такую нагрузку будем считать динамической (быстро меняющейся). Так как скольжение атомов и молекул затруднено из-за недостатка времени, увеличивается разрушающая нагрузка, исчезает площадка текучести, материал становится более хрупким (б уменьшается). [c.51] Особенно заметно влияние скорости деформации при высоких температурах. В нагретом металле уже при сравнительно небольшом увеличении скорости нагружения возрастает и уменьшается б. [c.51] Полимерами называют химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных звеньев. По происхождению полимеры делят на природные (смолы природные) и синтетические (полиэтилен, полипропилен, фенолоформальдегидные смолы). [c.51] Пластмассы представляют собой или чистые смолы (их редко применяют в конструкциях), или композицию из смолы и ряда ко.мпонентов — наполнителя, пластификатора, стабилизатора, красителя и др. [c.51] К композитам относят стеклопластики, углепластики, метал-лополимеры, стеклокерамику и другие материалы. Более подробно эти материалы и их механические свойства рассмотрены в разделе 5.2. [c.51] Для представления о характере кривых и порядке величин, которые наблюдаются у пластичных полимеров при постоянной скорости деформирования, на рис. 3.7 показаны две диаграммы 0 — е. Эластичные полимеры могут быть растянуты без разрушения на 500 % и более. [c.51] Знание зависимости деформации полимера от температуры необходимо при переработке полимерных материалов в полуфабрикаты (листы, пленки и т. п.) и изделия, так как с изменением температуры изменяются и механические свойства полимеров прочность, деформируемость, износ и др. Чаще всего используют следующие методы переработки литье, прессование, штамповка, каландрование, экструзия, раздув и др. [c.52] Большинство деталей и конструкций из полимеров работает в интервале температур, соответствующих стеклообразному состоянию. В этом состоянии полимерные материалы обладают высокой удельной прочностью (Ув/ pg)) и упругостью. Наряду с мгновенной упругостью в застеклованных полимерах проявляются заметные вязкоупругие деформации, которые по абсолютным величинам могут в несколько раз превышать мгновенноупругие. [c.52] Скорость деформирования существенно влияет на диаграмму растяжения. [c.52] Другой способ состоит в вычислении Я, и Тр по кривой ползучести, имеющей асимптоту и четко выраженную упругую деформацию. [c.53] Используя аналитическое решение дифференциального уравнения (3.6) при ст = onst и ст = 0 (см. разд. 1.6), получим значение Тр /Я при значении е, равном 0,632 (боо — бм), по кривой ползучести (рис. 3.8). [c.53] Вернуться к основной статье