Прочность структуры материалов

Путь к прочности структуры материала или дисперсной системы лежит через их разрушение. По словам академика П. А. Ребиндера, прочность — проблема века. Дома, дороги, машины, вещи нашего быта должны служить человеку много лет. Необходимо создать все возможное для прогресса строительного дела в нашей стране, особенно [c.233]

Как видно из рис. 16, для структурированных систем напряжение сдвига проходит через максимум, который характеризует прочность структуры материала при сдвиге. Спад напряжения в таких системах происходит по мере увеличения деформации и скорости сдвига. Постоянство напряжения на горизонтальном участке кривой указывает на установившийся процесс пластического течения. [c.222]

Основу аустенитной жаропрочной стали печных труб составляет железо (более 45%). Входящие в сплав легирующие элементы оказывают существенное влияние иа жаропрочность н жаростойкость стали. Одни.м из важнейших легирующих элементов является хром. Содержание его в сталях печных труб колеблется в пределах 18—30%. При введении хрома повышаются жаропрочность, сопротивление ползучести и длительная прочность, а также увеличивается сопротивление окислению. Сталь, содержащая хром, на диаграмме состояния системы Ре—Сг может характеризоваться замкнутой областью (петлей) 1)-твердых растворов, обладающих устойчивой структурой материала. [c.29]

В теле деталей, технологического оборудования могут быть дефекты, возникшие в процессе его изготовления и незаметные снаружи, — трещины, раковины, включения и другие нарушения структуры материала. Они представляют определенную опасность, так как уменьшают прочность конструкции. Такие дефекты должны выявляться при приемке оборудования от завода-изготови-теля. [c.170]

Газовые турбины. СНГ в газовой турбине используют следующим образом. Топливо при высоком давлении сжигается в топочной камере в смеси с воздухом, давление которого повышается в многоступенчатом роторном компрессоре. Продукты сгорания смешиваются с вторичным воздухом до температуры, максимально допустимой по условиям механической прочности и структуры материала лопаток турбины (не более 900°С). Горячие сжатые газы расширяются в турбине. Если турбина имеет один вал, то на нем монтируют и воздушный компрессор. Избыточная (сверх необходимой для сжатия воздуха) энергия используется для привода электрогенератора или другого первичного двигателя, смонтированного на том же валу. Машины с двумя валами оснащены двумя силовыми турбинами с отдельными валами. Одна из них служит приводом для воздушного компрессора, вторая — вырабатывает электроэнергию. [c.330]

Из сказанного выше следует, что прочность коагуляционных структур значительно ниже прочности структур с непосредственным сцеплением частиц между собой. Прослойки среды в местах контактов, играя роль смазочного материала, обеспечивают подвижность отдельных элементов структуры. Материалы с такой структурой обладают высокой пластичностью и способностью к, ползучести при небольших напряжениях сдвига. Таким образом, увеличивая или уменьшая толщину прослоек среды в местах контакта частиц или изменяя их гидродинамические свойства с помощью некоторых добавок (модификаторов), можно в широки.ч пределах регулировать механические свойства коагуляционной структуры материала. [c.384]

В настоящее время известны различные методы определения коэффициента Пуассона образцов. Среди них заслуживают внимания акустические методы, позволяющие производить измерения без нарушения структуры материала. Образцы, испытанные акустическими методами, в дальнейшем можно использовать для определения прочности или других свойств. [c.218]

Кроме подхода с точки зрения механики процесса разрушения (механического) существуют два физических подхода к теории прочности термодинамический и кинетический. Последние позволяют понять природу процессов разрушения полимеров и объяснить их механизмы, учитывая законы термодинамики и структуру материала. [c.287]

На примере указанных лаков выяснено, что прочность конечного материала определяется коагуляционной структурой, выполняющей [c.252]

Прочность уплотняемого порошкообразного материала зависит не только от его дисперсности, но и от соотношения крупных и мелких частиц. При добавке мелких частиц к крупным прочность структуры возрастает, однако при содержании мелких фракций, равном примерно 75%, достигается максимум прочности, после чего она падает. Следует заметить, что прочность структуры можно повысить введением некоторого количества крупных частиц. Если в первом случае упрочнение структуры крупных частиц при добавлении мелких объясняется увеличением числа контактов, то для объяснения второго варианта необходима разработка специальной структурной модели. [c.303]

Начальное увеличение прочности спекания обусловлено увеличением количества и площади спаек между зернами сыпучего материала в единице его объема, т. е. увеличением удельной площади спаек. Уменьшение прочности при избытке связующего объясняется увеличением пористости спекшегося материала вследствие удаления из него большого количества летучих веществ и отставания внешней усадки от внутренней. В этом случае сжатие материала в результате внешней усадки не- компенсирует увеличение пористости. При очень большом избытке связующего возникает пенистая структура и может происходить даже вспучивание спекаемого материала. Очевидно, что это должно привести к дополнительному уменьшению прочности спекшегося материала. [c.165]

Травлением в течение 30 мин удалился поверхностный слой с развитой вторичной структурой. В результате этого обнажилась ровная поверхность надмолекулярных образований, что привело к росту прочности волокна. Последующее травление снова выявило слой вторичных образований и привело к снижению прочности. Дальнейшее длительное травление (300 мин), нарушая структуру материала (появляются и развиваются ямки травления) обусловило падение прочности ПУВ ниже исходного [143]. [c.242]

Теория Губера — Мизеса — Генки связывает прочность с потенциальной энергией, накапливающейся при деформации в 1 см материала и численно равной удельной работе деформации.. Из диаграмм напряжений видно, что прочность структур суспензии практически определяется площадью участка упругих деформаций, действующих почти до разрушения у хорошо развитых структур. Упругие [c.243]

Коагулирующие ионы, в зависимости от их концентрации и количества твердой фазы, могут приводить, как известно, к загустеванию или разжижению, упрочняя или разрушая коагуляционные структуры. Существенно влияние материала поверхности, у которой происходит сдвиг. Этот эффект, зачастую не учитываемый исследователями, может явиться источником значительных ошибок при оценке прочности структур. [c.245]

ТВЁРДОСТЬ, способность материала сопротивляться пластич, деформации или разрушению при местном силовом воздействии одно из осн. механических свойств материалов. Зависит от структуры материала и др. его мех. характеристик, гл. обр. модуля упругости при деформации и предела прочности при разрушении, количеств, связь с к-рыми устанавливается теорией упругости. [c.503]

Кратковременная электрическая прочность, так же как и механическая, зависит от наличия дефектов в структуре материала н степени его разогрева, т. е, от термофлуктуационных явлений, а также от формы и размеров образцов (масштабный фактор). Ниже приведены значения кратковременной электрической прочности (МВ/м) некоторых полимеров при 298 К в переменном поле частотой 50 Гц [c.378]

Электрическая прочность материала определяется наименьшим напряжением, которое вызывает полную потерю стандартным образцом диэлектрических свойств (т.е. материал становится проводником ). Это сопровождается разрушением химической структуры материала главным образом вследствие термической деструкции. Полярные полимеры имеют большую электрическую прочность, чем неполярные электрическая прочность резко уменьшается при переходе из стеклообразного в высокоэластическое состояние, а 1 акже при введении наполнителя. [c.553]

Ко второй группе относятся свойства, отражающие механическую прочность, способность оказывать сопротивление внутренним напряжениям без нарушения сплошности структуры материала, размеров и формы — деформационные, прочностные. [c.373]

На кривой нагрузка — удлинение кристаллических полимеров выделяют три характерные области (рис. 11.10). В области / деформация пропорциональна удлинению и происходит в основном за счет деформации аморфной части полимера. Структура материала при этом не меняется. При переходе от области I к области II в точке перегиба в образце возникает утоненный участок (один или несколько), длина которого быстро увеличивается. Этот участок называют шейкой. На стадии роста шейки происходит ориентация кристаллических структур в направлении вытяжки, исчезновение (плавление) тех кристаллических областей, которые оказались расположенными перпендикулярно направлению растяжения, и рост новых, ориентированных по направлению растяжения. В области II полимеру свойственны высокие прочность и удлинение. То напряжение, при котором под влиянием механических нагрузок происходит процесс плавления существовавших в полимере кристаллических областей и образование новых, ориентированных в направлении растяжения, называют напряжением рекристаллизации. Рекристаллизация приводит к тому, что в области III деформируется уже новый прочный материал — шейка, деформация которого заканчивается разрывом образца (точка А). [c.31]

Микрогеометрия твердой поверхности. Когда два обломка твердого тела соединяются вместе, прежняя прочность (когезия) материала не восстанавливается более тоГо, сцепление в этом случае близко к нулю, хотя до разлома или разрыва оно могло быть очень значительным. Этот, знакомый всем и привычный опытный факт тем не менее должен казаться поразительным с точки зрения классической теории адгезии, поскольку межатомные и межмолекулярные силы являются консервативными, т. е. независимыми от предыстории системы, и должны восстанавливаться при сближении элементов структуры. Неудача таких попыток непосредственного соединения обломков или обрывов заключается в макро- и микронеровности поверхности разрыва и в наличии на ней пленок быстро адсорбируемых газов, обычно воздуха (рис. 2.11). По этой причине фактическое касание двух твердых (или упруговязких) поверхностей в начальной стадии контакта всегда идет по немногим пятнам атомно-молекулярного касания, площадь которых может быть на несколько порядков меньше номинальной. [c.83]

Основной характеристикой структурированной дисперсной системы является ее прочность на сдвиг т,. Предполагается, что прочность коагуляционной сетки на сжатие Д пропорциональна прочности той же сетки на сдвиг, т. е. Р = Кг,. Здесь К — некоторая константа, которая далее будет называться коэффициентом Пуассона, хотя она напоминает его только тем, что отражает соотношение между способностями материала к продольным и поперечным деформация. Указанная связь величин Р, Р и Тз дает возможность заменить градиент давления градиентом прочности структуры. [c.705]

Зародыши образуются, как правило, на поверхности частии наполнителя (гетерогенная конденсация), причем с большей вероятностью в местах контакта между этими частицами (отрицательная кривизна поверхности уве.тичивает пересыщение). Процесс срастания частиц в кристаллизационную структуру начинает развива1ься с появлением контактных зародышей— мостиков между образовавши.мися кристалликами двухгидрат-ного гипса или. между частицами наполнителя. Рост этих зародышей увеличивает площадь контактов между частицами и тем самым повышает прочность структуры материала. [c.444]

Остановимся лишь на пределе прочности при растяжении. Зная характер связей между частицами, энергию этих связей и другие параметры, можно путем теоретического расчета приближенно оценить величину предела прочности при растяжении. У некоторых веществ теоретически рассчитанные параметры прочности удовлет-ворительно согласуются с опытными данными. Однако значения предела прочности, получаемые из опытных данных, для линейных полимеров (и ряда других групп материалов) большей частью оказываются много ниже, чем рассчитанные. Это связано с тем, что в результате наличия разных трудно учитываемых дефектов в структуре материала (трещины, инородные включения и пр.) показатели прочности материала сильно искажаются обычно в сторону снижения. [c.587]

Кривые течения жидкообразных структурированных систем могут быть представлены также в координатах вязкость — напряжение сдвига. На рис. VII. 13 показаны р р типичные кривые течения для таких систем в координатах скорость течения (деформации)—напряжение и ньютоновская вязкость — напряжение. Из рисунка видно, что их свойства могут быть охарактеризованы тремя величинами вязкости двумя ньютоновскими Т1 акс (для неразрушенной структуры), т]н н (для предельно разрушенной структуры) и пластической вязкостью г] в промежуточной области, моделируемой уравнением Бингама. Наличие структуры и ее прочность, особенно в жидкообразных системах, можно оценивать не только пределом текучести, но и разностью т]макс — Лмии. Чем больше эта разность, тем прочнее структура материала. Значения вязкости Т1макс и Лмин могут различаться на несколько порядков. Например, для 10%-ной (масс.) суспензии бентонитовой глины в воде Т1м кс . [c.378]

В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами и осуществляется по крайней мере 10-... 10 межатомными связями вследствие увеличения площади контакта по сравнению с атомным [174]. В зависимости от дисперсности и средней прочности отдельного контакта прочность структуры составляет 10. .. 10 Н/м и более. Образование фазовых контактов можно рассматривать как процесс частичной коалесценции [174] твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от "трчечного" соприкосновения к когезионному взаимодействию на значитеяы ой площади. Такой переход может осуществляться постепенно, например вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Чаще он происходит скачкообразно, как правило, в тех случаях, кс гда возникновение фазового контакта связано с необходимостью преодоле1 ия энергетического барьера, определяемого работой образования устойчивого в данных условиях зародыша - контакта - первичного мостика между частицами. Возникновение и развитие его могут быть результатом совместной пластической деформации частиц в местах их соприкосновения под действием механических напряжений, превышающих предел текучести материала частиц. Зародыш-контакт может образоваться и при вьщелении вещества новой фазы из ме-тастабильных растворов в контактной зоне между кристалликами - новообразованиями срастание кристалликов ведет при этом к формированию высокодисперсных поликристаллических агрегатов [174,193]. [c.106]

На основе исследования этих закономерностей Ребиндер выдвинул весьма интересную идею создания прочного материала через разрушение . Суть идеи заключается в повышении прочности твердого тела путем разрушения его по всем дефектам (снижающим реальную прочность), с последующим прочным сращиванием образовавшихся частиц. Такое упрочнение достигается в производстве бетона. Задача состоит в том, чтобы на начальном этапе бетонная смесь при минимальном содержании воды обладала бы легкоподвижностью, т. е. была бы удобной при укладке. Последнее соответствует наименьшей прочности структуры и достигается разрушением путем механического воздействия п введения добавок ПАВ. Получаемый таким способом бетон обладает значительно более высоким пределом прочности тт, чем обычный, полученный без применения ПАВ [12]. [c.274]

На основании анализа взаимосвязи предела прочности при изгибе с размером кристаллитов взятого в качестве модельного гомогенного изотропного материала углеситалла, термообработанного в интервале температур 1500-3000 °С, высказано [43] предположение о том, что прочность самого кристаллита обратно пропорциональна его размеру, в то время как прочность связи между кристаллитами — прямо пропорциональна. Преобладание того или иного механизма разрушения материала определяет характер изменения его суммарной прочности при увеличении размеров кристаллитов. Снижение прочности углеситалла с повышением температуры его обработки (т.е. с увеличением размера кристаллитов) показало преимущественное влияние прочности вещества материала до тех пор, пока размеры кристаллитов не превышают размеров первичных элементов исходной надмолекулярной структуры. При этом повышение прочности связи между кристаллитами полностью не компенсировало падения прочности самого кристаллита. Когда размер кристаллитов выходит за границы надмолекулярных образований исходной структуры материала, то вследствие перестройки надмолекулярной структуры и, следовательно, ослабления связей между кристаллитами происходит резкое снижение прочности углеситалла. [c.61]

Разработанные в настоящее время неразрушающие методы контроля прочности основываются на измерении затухания ультразвуковых колебаний в образцах. Частота колебаний связывается различными корреляционными зависимостями с прочностными свойствами, определяемыми при разрушении образцов, например, с пределом прочности при сжатии. Для различных технологических однородных групп углеграфитовых материалов, полученных по электродной технологии, предел прочности при сжатии и измеренный по частоте поперечных ультразвуковых колебаний динамический модуль упругости, как видно из рис. 25, прямо пропорциональны [47] а= еЕ. При этом значения прочности и модуля упругости нанесены без приведения к нулевой пористости, поскольку в обоих случаях учитывающие пористость коэффициенты равны [33] испытания проведены при комнатной температуре. Влияние совершенства кристаллической структуры материала в первом приближении не сказывается на величине е. Экспериментальные точки, соответствующие образцам обработанного при различных температурах полуфабриката ГМЗ, группируются вдоль общей прямой, хотя и с заметным разбросом. Многократное уплотнение пеком при получении материала существенно повышает его относительную деформацию. Наибольшая ее величина -у материалов на основе непрокаленного кокса. Различие учитывающих пористость указанных коэффициентов для материалов, прошедших термомеханическую обработку, определило нелинейный характер связи модуля с прочностью у отличающихся плотностью образцов, и здесь [c.69]

Карбонизацией и прокаливанием, объединяемых в производственных условиях в один процесс, называется высокотемпературная обработка сырого нефтяного кокса (при определенной продолжительности пребывания его в зоне реакции), направленная на из- менеиие его структуры и физико-химических свойств. Процесс сопровождается разложением и удалением некоторого количества летучих веществ и превращением части из них (высокомолекулярных углеводородов) в результате реакций уплотнения в кокс. В промышленных условиях чаще всего прокаливание проводят за счет физического тепла дымовых газов. Из-за вторичных реакций взаимодействия кокса с двуокисью углерода и парами воды при температурах выше 900—1000 °С некоторая часть углерода теряется (угар) и температура в зоне прокаливания резко снижается. Карбонизация коксов сопровождается увеличением их общей пористости и пикнометрической плотности, повышением содержания углерода и понижением содержания водорода. Степень этих изменений определяется температурой и длительностью прокаливания. Кальцинирование нефтяных коксов обеспечивает полное удаление воды и почти всех летучнх веществ из углеродистого вещества усадку твердого материала, препятствующую появлению деформаций и трещин в готовых электродных изделиях при обжиге повышение устойчивости углеродистого материала к взаимодействию с активными газами повышение электропроводности и механической прочности углеродистого материала. [c.202]

Однако проблема получения полимерных материалов с заданными свойствами, например с задаиньсми механическими свойствами, не решается только получением новых высокомолекулярных веществ, поскольку свойства материала в значительпой степени зависят от структуры, которая придается полимеру в процессе переработки. Изменяя структуру материала, можно повысить его прочность в несколько раз. [c.230]

В результате исследования тонкой структуры коксов системы среднетемпературный пек — полимер ДИФА найдена оптимальная добавка ДИФА в количестве 5 —10%. приводящая к заметному улучшению структуры на атомно-молекулярном уровне наиболее плотный кокс в этой системе получен при добавках 5% ДИФА в пек при использовании пеко-поли-мерного связующего в 5% ДИФА достигнуто существенное увеличение прочности углеродного материала на основе кокса КНПС. [c.95]

О возникновении пространственной кристаллизационной структуры материала судили по его водостойкости. Экспериментальные исследования показали, что прессование фосфогипса без добавления гипсового вяжущего позволяет получать материал прочностью 2 МПа в возрасте 1 сут. Прочность объясняется наличием коагуляционных контактов, преобразующихся при высыхании в условно-коагуляционные (по Ребиндеру), высокой удельной поверхностью фосфогипса и иглоподобной формой частиц, образующих переплетение в виде хвороста . Но непосредственно после погружения в воду фосфогипсовые образцы полностью разрушаются в течение 10-15 с. В случае добавления к фосфогипсу нескольких процентов гипсового вяжущего образцы при погружении в воду стоят без видимых признаков разрушения, что свидетельствует о возникновении пространственной кристаллизацион- [c.53]

Деформирование П.м. в эластическом состоянии и при течении расплава сопровождается ориентацией макромолекул и надмолекулярных образований, а после прекращения деформирования П.м. и течения расплава идет обратш,ш процесс-дезориентация. Степень сохранения ориентации в материале изделия зависит от скоростей протекания обоих процессов. В направлении ориентации нек-рые физ.-мех. характеристики материала (прочность, теплопроводность) возрастают при этом структура материала оказывается неравновесной и напряженной, что приводит к снижению формоустойчивости изделия, особенно при повыш. т-ре. Длит, воздействие повыш. т-ры, а в случае реактопластов и значит, выделение теплоты, сопровождающее отверждение, может приводить к термоокислит. деструкции материала, а большие скорости течения материала-к его механодеструкции. Отверждение ряда реактопластов по р-ции поликонденсацин сопровождается выделением низкомол. продуктов, вызывающих образование вздутий и трещин в изготовляемых деталях. [c.6]

Трубы печей пиролиза изготавливают из аустенитных л<аропрочных сталей, характеризуемых кристаллической решеткой твердого 7-раствора, обладающих устойчивой структурой материала. Аустенитообразующим компонентом сплава является никель, содержание которого в количестве более 18% создает условия для сохранения плотно упакованной кристаллической решетки у-раствора, в котором замедляются процессы диффузии, благодаря чему сталь становится более жаропрочной. Хром в составе аустенитной стали (в количестве 17— 27%) способствует увеличению сопротивления ползучести, длительной прочности и жаропрочности. Добавка углерода к аустенитным хромоникелевым сплавам (до 0,45%) способствует сохранению структуры, жаропрочности и увеличению длительной прочности материала. Марганец (1,5—2,0%) также является аустенитообразующим элементом, увеличивающим жаропрочность сплава. Введение кремния до 2,5% в состав сплавов типа Х25Н20 или Х25Н35 делает их более устойчивыми к науглероживанию, повышает их сопротивление окислению и коррозии в атмосфере продуктов сгорания, содержащих серу и сернистые соединения. [c.136]

Усадка ПВХ, термообработанного в оптимальном режиме, в первый период спекания меньше усадки исходного полимера, а возрастание прочности спеченного материала начинается раньше (рис. 11.2). Это обусловлено, очевидно, тем, что термообработка, изменяя структуру порошка, вносит предварительный вклад в усадку. В то же время в одинаковых условиях деформирования (при формовании) более плотная упаковка частиц термообработанного порошка обеспечивает их большее сжатие в зоне контакта [1]. Вследствие этого время спекания частиц порошка до достижения определенного уровня Прочности уменьшается, а эксплуатационные свойства сепараторов улучшается. [c.256]

Однако при повышенных температурах реализуется гибкость макромолекул и полимер сильнее деформируется при одновременном увеличении прочности. К сшиванию гидрохлорированного каучука приводит и обработка с помощью тионилхлорида, полу-хлористой серы [ИЗ]. Сшивание каучука 4,4 -диокси-3,3 -метилен-бромид-5-оксиметилен-5-оксибутилендифенилпропаном вызывает изменение структуры материала вследствие появления громоздких боковых групп в молекулярных цепях полимера пленка становится аморфной и не кристаллизуется при растяжении [114]. [c.227]

Прочность структуры на сдвиг = Цо ЛТ / р опре-де.11яется по напряженности поля при которой наблюдается наибольшее приращение намагниченности М, т. е. максимум с1М/ /ЛЕ, где М — намагниченность насыщения используемого магнитного материала ир — фактор формы магнитных частиц (для сферр = 6). [c.726]

За рубежом реверберационно-сквоз-ному методу посвящена обширная литература. В ней, в частности, даются примеры его применения для оценки прочности ПКМ и клеевых соединений. Связь показаний с прочностью объясняется тем, что любые нарушения структуры материала, снижающие его прочность, увеличивают поглощение и рассеяние УЗ-волн, которые в конечном итоге и служат информативными параметрами метода. [c.289]

В современной теории прочности вводится также параметр разрывная прочность (fra ture toughness). Это свойство поликристаллического материала, зависящее от его микроструктуры и определяющее сопротивление материала разрушению [394]. Разрывная прочность определяет критическое напряжение, при котором трещина определенного размера становится нестабильной и катастрофически растет. Разрывная прочность зависит не только от среднего размера зерна, но и от формы зерен, состояния границ зерен, плотности дислокаций и других параметров структуры материала. [c.752]

Основополагающая работа Гриффитса, хотя и находилась вне его основных научных и инмсенерных интересов, оказалась весьма плодотворной [12]. Она инициировала интерес к исследованию структуры материала в поисках пресловутых трещин Гриффитса , обеспечиваюпщх малую техническую прочность материала сравнительно с теоретической. Не исключено, что в открытии дислокаций Тейлором, Орованом и Поляни работы Гриффитса сыграли определенную роль. Возник интерес также и к другим сопутствующим проблемам - это вопросы устойчивости тела с трещиной, скорости ее роста до и после критического состояния, трансформация полученных результатов в связи с пластическим течением у вершины трещины-и другие проблемы. [c.162]

Твердость может быть определена также на основе взаимосвязи скорости упругих волн в контролируемом материале с его характеристиками упругости. Последние, в свою очередь, зависят от структуры материала и обусловленной ей твердости. Строго говоря, в данном случае правильнее говорить об определении качества термообработки материала, которое традиционно определяют, используя твердометрию в качестве экспрессного метода оценки качества материала. С таким же успехом может быть введена и другая характеристика качества, например скорость распространения упругой волны в материале. Однако соответствующая методика должна быть признана, как признан на се -годняшний день метод твердости. Основная трудность заключается в установ -лении однозначной связи между скоростью распространения волн и прочност -ными характеристиками материала, в связи с чем градуировочные характеристики различны для разных классов материалов, и взаимно однозначное соответствие скорости упругой волны и твердости требует подтверждения в каждом конкретном случае. [c.213]