Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Справочные данные ПО характеристикам материалов






 

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 м3)]
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] Состав стали (затвердевшая и отпущенная) Предельное критическое сечение |мч|
  Среднеуглеродистая  
620...770 Марганцево-углеродистая  
  1%Ni  
  1.5% Мn  
700...850 1% Сг—Мо  
  1.5%Мп—Мо  
770…930 1% Сг—Мо  
  1.5% Ni—Сг—Мо  
  1%Сг  
850... 1000 1% Сг—Мо  
  l.5%Ni—Сг—Мо  
  1.5%Сг-Мо  
930...1080 1.5% Ni—Сг—Мо  
  2.5% Ni—Сг—Мо  
1000…1150 l%Ni—Сг—Мо  
  2.5% Ni—Сг—Мо  
1080…1240 2.5% Ni—Сг—Мо  
  2.5% Ni—Сг—Мо  
1150...1300 2.5% Ni-Cr-Mo  
1240... 1400 2.5% Ni—Cr—Mo  
> 1540 4% Ni—Сг—Мо  

 

Модуль упругости при растяжении металла незначительно изменяется при изменении его состава или тепловой обработки. Однако модуль упругости при растяжении композитных материалов очень сильно изменяется при изменении ориентации волокон и относительного их количества. В таблице 14.4 приведены типичные значения модулей упругости при растяжении для материалов при 20°С.

 

Табл. 14.4. Модули упругости при растяжении различных материалов

Материал Модуль упругости при растяжении [ГПа]
Полимерные пены < 0.2
Эластомеры < 0.2
Древесины, параллельные структуре 0.2...10
Технические полимеры 0.2...10
Древесины, перпендикулярные структуре 2...20
Свинцовые сплавы 10...11
Бетон 20...50
Магниевые сплавы 40...45
Стекла 50...80
Алюминиевые сплавы 70... 80
Цинковые сплавы 43...96
Титановые сплавы 110...125
Медные сплавы 100...160
Стали 200...210
Технические керамики 80... 1000

 

 

Табл. 14.5. Вязкость разрушения для плоской деформации растяжением при 20°С

Материал Вязкость разрушения для плоской деформации растяжением [МПа/м2]
Полимерные пены < 1.0
Древесины, перпендикулярные структуре 0.07...0.9
Бетон 0.1...3
Стекла 0.3...0.6
Технические полимеры 0.5...10
Древесины, параллельные структуре 1... 10
Технические керамики 2...10
Литейные чугуны 7...11
Магниевые сплавы 10...11
Алюминиевые сплавы 10...60
Технические композиты 10...100
Стали 20...150
Медные сплавы 50...110
Титановые сплавы 60...110
Никелевые сплавы 60...110

В Табл. 14.6 указаны для ряда материалов типичные темпера турные диапазоны, в пределах которых они могут применяться.

Табл. 14.6. Температурные диапазоны применения материалов

Предельная температура   Материал и температурные условия применения
От комнатной до 150 Немногие термопласты рекомендуются для длительного применения при температурах выше 100°С. Нейлон со стеклянными волокнами может, однако, использоваться до 150°С. Техническим металлом, применение которого ограничено этим диапазоном, является только свинец
150...400 Магниевые и алюминиевые сплавы могут, в основном, применяться до 200°С, некоторые жесткие особые сплавы — до более высоких температур. Например, алюминиевый сплав LM13(AA336.0) используется для пистонов в машинах и в экспериментах от 200 до 25О°С, в то время как некоторые литейные алюминиевые бронзы употребляются до 400°С, ковкие алюминиевые бронзы — примерно до 300°С. Не содержащие добавок углеродистые и марганцево-углеродистые стали широко применяются в этом же диапазоне температур
400...600 Не содержащие добавок углеродистые и марганцево-углеродистые стали не могут применяться при температурах выше 4ОО...45О°С. При таких температурах используются низколегированные стали. Для температур выше 500°С может употребляться сталь с содержанием углерод—0.5% Мо, выше 525°С—сталь 1 % Сг—0.5% Мо, выше 550°С — сталь 0.5% Сг—Мо—V и выше 600°С — сталь 5... 12% Сг. Титановые сплавы также широко применяются в этом температурном диапазоне, а—рЧшгав 6% А1—4% V (1MB 18) применяется выше 450°С. Ближний а-сплав — до высоких температур, например сплав IMI829 при температуре до 600°С

 

 

Табл. 14.6 (окончание)

Предельная температура   Материал и температурные условия применения
600…1000 Широко применяются в этом температурном интервале металлы, аустенитные нержавеющие стали, сплавы Ni—Сг и Ni—Cr—Fe и сплавы на основе кобальта. Аустенитные нержавеющие стали с 18% Сг—8% Ni могут применяться примерно до 750°С. Ряд высокотемпературных сплавов, базирующихся на основе никель—хром, способны сохранять свою прочность, сопротивление ползучести и окислению при высоких температурах, например от 900до 1000°С. Другие серии высокотемпературных сплавов — Ni—Сг—Fe, такие как Инконель и Инколой серий. которые могут применятся при температурах свыше 1000°С, тугоплавкие металлы: молибден, ниобий, тантал и вольфрам, а также керамики. Тугоплавкие металлы и их сплавы могут применяться при температурах свыше I500 Со. Защита поверхности — одна из главных проблем использования этих сплавов при высоких температурах. У керамик возникают проблемы с твердостью, хрупкостью и уязвимостью к термическому удару. Глинозем применяется в печах примерно до 1600°С, нитрид кремния - до 1200°С и карбид кремния - до 1500

14.6. КРИТЕРИЙ ОТБОРА МАТЕРИАЛА

Отношения прочность к плотности и модуль упругости к плотности применяются в качестве основных характеристик для материалов при оптимизации этих отношений, чтобы получить наилучшие свойства материалов при наименьшей массе. В таблице 14.7 приведены оптимальные критерии для максимизации отношений прочность к массе и жесткость к массе для ряда нагрузок, при этом принято во внимание, что разрушение обусловлено и чрезмерным изгибом.

Табл. 14.7. Индикация эксплуатационных качеств

Компонент Максимум жесткости Максимум прочности
Соединительная тяга, т.е. прочная связь E σ у
Балка E 0, 5 σ у2/3
Колонна, т.е. сжимающая связь E 0, 5 σ у
Плита, внешняя нагрузка или изгибание под собственным весом E 1/3 σ у
Цилиндр с внутренним давлением E σ у
Сферическая оболочка с внутренним давлением E [(l-v)ρ ] σ у

Примечание:

Е — модуль упругости, ρ — плотность, σ у — предел текучести (иногда применяется предел прочности на растяжение), v — коэффициент Пуассона.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.