Для чего необходимо знать механические свойства металлов и сплавов

Обновлено: 04.10.2024

Металлы и их сплавы являются одним из самых распространенных материалов для изготовления изделий различных видов. Но так как каждый из типов имеет определенные свойства – перед применением их следует детально изучить.

Зачем нужно знать механические свойства металлов

Металлы относятся к химическим элементам и веществам, которые характеризуются высоким показателем теплопроводности, в большинстве своем имеют жесткость. Под воздействием высоких температур повышается пластичность, обладают ковкостью. Эти характеристики материалов позволяют осуществлять их обработку различными способами.

Металлические материалы и их сплавы характеризуются рядом показателей: химическими, механическими, физическими и эксплуатационными. В совокупности они дают возможность определить фактические характеристики в полном объеме. Выделить наиболее важные из них невозможно. Но для решения определенных задач большее внимание уделяется конкретной группе свойств.

Механические свойства металлов необходимо знать для решения следующих вопросов:

производство изделия с определенными качествами;
выбор оптимального процесса обработки заготовки;
влияние механических характеристик металлических материалов на эксплуатационные свойства продукта.

Для определения конкретных механических свойств применяются различные методы. Испытания металлов и сплавов проводятся с помощью специальных приборов. Это делается в лабораторных условиях. Для достижения точных результатов рекомендуется использовать результаты исследований государственных метрологических организаций.

Механические свойства определяют показатель сопротивляемости того или иного материала на внешние силовые воздействия. Для каждого параметра существует определенные числовые показатели.

Твердость

При воздействии внешних факторов на металлические изделия происходит их деформация – пластическая или упругая. Твердость описывает сопротивление этим факторам, характеризует степень сохранения изначальной формы и свойств материала, изделия.

В зависимости от желаемых результатов проверка материала на твердость осуществляется тремя методами:

статический. На специальный индикатор, расположенный на поверхности металла, прикладывают механическую силу. Это делается постепенно и одновременно с этим фиксируется степень деформации;
динамический. Воздействие происходит для фиксации упругой отдачи или формирования отпечатка с определенной конфигурацией;
кинетический. Схож со статическим. Разница заключается в непрерывном воздействии для построения диаграммы изменения характеристик образца.

Измерение твердости зависит от выбранного метода — Бринелля (НВ), Роквелла (шкалы А, В и С) или Виккерса (НV). Все зависит от степени воздействия на материал, с помощью которых можно определить поверхностную, проекционную или объемную твердость.

Шкала Мосса применяется для вычисления показателя твердости редко. Ее суть состоит в вычислении характеристиках объекта методом царапания его поверхности.

Вязкость и хрупкость

Эти характеристики указывают на возможность металла оказывать сопротивление при воздействии ударных нагрузок. Показателем является скорость деформации, т.е. изменение изначальной конфигурации заготовки при внешнем воздействии.

Знание показателя вязкости и хрупкости необходимо для расчета поглощаемой энергии воздействия, которая приводит к деформации металлического образца. В зависимости от необходимых данных различают следующие методы измерения и виды вязкости металлов:

статическая. Происходит медленное воздействие на материал до момента его разрушения;
циклическая. Образец подвергают многократным нагрузкам с одинаковым или изменяющимся показателем силы. При этом основной величиной циклической вязкости является количество работы, необходимой для разрушения образца;
ударная. Для ее расчета применяют маятниковый копер. Заготовку крепят на нижнем основании, маятник с рубящим конусом находится в верхней точке. После его опускания происходит взаимодействие металла и рубящей части. Степень деформации характеризуется вязкостью образца.

В зависимости от системы измерения существуют различные показатели вязкости:

СИ — м²/с;
СГС – стокс (СТ) или сантистокс (сСт)

Помимо метода испытания необходимо учитывать другие механические свойства металлов – температура на его поверхности и в структуре, влажность в помещении и т.д.

Хрупкость является обратным показателем вязкости. Она определяет, насколько быстро металл или сплав будет разрушаться под воздействием внешней силы.

Напряжение

Напряжением называется возникновение внутренних сил с различными векторами направленности при внешнем воздействии. Эта величина может быть внутренняя или поверхностная. Является обязательным для расчета при изготовлении несущих стальных конструкций или элементов оборудования, подвергающихся постоянным нагрузкам.

Главным условием для измерения этого показателя является равномерная нагрузка, действующая в определенном направлении. При этом возникает напряженное состояние образца, который подвергается воздействию уравновешенных сил. Помимо этого, воздействие может быть односекторным или много векторным.

Существуют следующие виды напряжения материалов и их сплавов:

остаточное. Формируется уже после окончания воздействия внешних факторов. К ним относятся не только механические силы, но и быстрый нагрев или охлаждение образца;
временные. Возникают только при внешних нагрузках. После их прекращения изделие приобретает изначальные характеристики;
внутреннее. Чаще всего происходит в результате неравномерного нагрева заготовок.

Напряжение является отношением силы воздействия на площадь, на которую она прилагается.

Кроме прямого давления на поверхность может наблюдаться касательное. Расчет этого параметра требует более сложных методик.

Выносливость и усталость

При длительном приложении внешних сил в структуре образца выявляются деформации и дефекты. Они приводят к потере прочности образца и как следствие – к его разрушению. Это называется усталостью металла. Выносливость является обратной характеристикой.

Такое явление наступает в результате появления последовательных напряжений (внутренних или поверхностных) за определенный промежуток времени. Если структура не подвергается изменению – говорят о хорошем показателе выносливости. В противном случае происходит деформация.

В зависимости от точности расчета выполняют следующие испытания образца на выносливость для того, чтобы узнать механические свойства металлов:

чистый изгиб. Деталь закрепляется на концах и происходит ее вращение, в результате чего она деформируется;
поперечный изгиб. Дополнительно выполняется вращение образца;
изгиб в одной плоскости;
поперечный и продольный изгиб в одной плоскости;
неравномерное кручение с повторением цикла.

Эти испытания позволяют определить показатель выносливости и рассчитать время наступления усталости детали.

Для проведения испытаний необходимо руководствоваться принятыми методиками, которые изложены в ГОСТ-1497-84. Особое внимание уделяется отклонению свойств металла от нормы.

Ползучесть

Этот показатель определяет степень непрерывной пластической деформации при постоянном воздействии внешних и внутренних факторов. Вычисление этого параметра необходимы для определения жаропрочности металлов и их сплавов.

Для определения ползучести образец нагревают до определенной температуры. После этого наблюдают степень изменения его конфигурации с учетом приложенного напряжения. В зависимости от термического воздействия различают два вида испытаний на ползучесть:

низкотемпературное. Степень нагрева образца не превышает 0,4 от температуры его плавления;
высокотемпературная. Коэффициент нагрева больше 0,4 температуры нагрева.

Для проведения испытаний используют стандартные образцы прямоугольной или цилиндрической формы. При этом степень погрешности измерения не должна превышать 0,002 мм. В результате испытаний формируется кривая, характеризующая процесс ползучести.

В видеоматериале показан пример работы маятникового копера:

Основные механические свойства металлов

Механические и физические свойства металлов и сплавов

Любое вещество, будь то газ, жидкость или твердое тело, обладает рядом специфических, только ему присущих свойств. Однако эти свойства позволяют не только индивидуализировать элементы, но и объединять их в группы по принципу схожести.

Посмотрите на металлы: с обывательской точки зрения это блестящие элементы, с высокой электро- и теплопроводностью, не восприимчивые к внешним физическим воздействиям, ковкие и легко свариваемые при высоких температурах. Достаточен ли этот перечень. чтобы объединить металлы в одну группу? Конечно же нет, металлы и их производные (сплавы) гораздо сложнее и обладают целым набором химических, физических, механических и технологических свойств. Сегодня мы поговорим лишь об одной группе: механических свойствах металлов.

Основные виды чистых металлов

Механические свойства определяют показатель сопротивляемости того или иного материала на внешние силовые воздействия. Для каждого параметра существует определенные числовые показатели.

Старлит

Это пластик, выдерживающий невероятно высокую температуру: его тепловой порог настолько высок, что сначала изобретателю просто не поверили. Лишь после демонстрации возможностей материала в прямом эфире на телевидении, с создателем старлита связались сотрудники Британского Центра Атомного Вооружения.

Учёные облучили пластик вспышками высокой температуры, эквивалентными мощности 75-ти бомб, сброшенных на Хиросиму — образец лишь немного обуглился. Один из испытателей заметил: «Обычно между вспышками приходится ждать несколько часов, чтобы материал остыл. Сейчас мы облучали его каждые 10 минут, а он остался невредим, будто в насмешку».

В отличие от других термостойких материалов, старлит не становится токсичным при высокой температуре, также он невероятно лёгок. Его можно применять при строительстве космических аппаратов, самолётов, огнезащитных костюмов или в военной промышленности, но, к сожалению, старлит так и не покинул пределы лаборатории: его создатель Моррис Уард умер в 2011-м году, не запатентовав своё изобретение и не оставив никаких описаний. Всё, что известно о строении старлита — что в его состав входит 21 органический полимер, несколько сополимеров и небольшое количество керамики.

Методика проверки металлов на твердость

Шкала Мосса применяется для вычисления показателя твердости редко. Ее суть состоит в вычислении характеристиках объекта методом царапания его поверхности.

Сжатие.

Упругие и пластические свойства при сжатии обычно весьма сходны с тем, что наблюдается при растяжении (рис. 2). Кривая соотношения между условным напряжением и условной деформацией при сжатии проходит выше соответствующей кривой для растяжения только потому, что при сжатии поперечное сечение образца не уменьшается, а увеличивается. Если же по осям графика откладывать истинное напряжение и истинную деформацию, то кривые практически совпадают, хотя при растяжении разрушение происходит раньше.

Описание показателя вязкости

Хрупкость является обратным показателем вязкости. Она определяет, насколько быстро металл или сплав будет разрушаться под воздействием внешней силы.

Диметилсульфоксид (DMSO)

Этот химический растворитель сначала появился, как побочный продукт выработки целлюлозы и никак не применялся до 60-х годов прошлого века, когда раскрыли его медицинский потенциал: доктор Джейкобс обнаружил, что DMSO может легко и безболезненно проникать в ткани тела — это позволяет быстро и без повреждения кожи вводить различные препараты.

Его собственные лечебные свойства снимают боль при растяжении связок или, например, воспалении суставов при артрите, также DMSO может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями.

К сожалению, когда его медицинские свойства были открыты, производство в промышленных масштабах уже давно было налажено, и его широкая доступность не позволяла фармацевтическим компаниям получать прибыль. Кроме того у DMSO есть неожиданный побочный эффект — запах изо рта использовавшего его человека, напоминающий чеснок, поэтому он используется в основном в ветеринарии.

Виды напряжений

Кроме прямого давления на поверхность может наблюдаться касательное. Расчет этого параметра требует более сложных методик.

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

Выше речь шла об общих закономерностях поведения металлов под действием механических нагрузок. Чтобы лучше понять соответствующие явления, нужно рассмотреть атомное строение металлов. Все твердые металлы – кристаллические вещества. Они состоят из кристаллов, или зерен, расположение атомов в которых соответствует правильной трехмерной решетке. Кристаллическую структуру металла можно представить как состоящую из атомных плоскостей, или слоев. Когда прикладывается напряжение сдвига (сила, заставляющая две соседние плоскости металлического образца скользить друг по другу в противоположных направлениях), один слой атомов может сдвинуться на целое межатомное расстояние. Такой сдвиг скажется на форме поверхности, но не на кристаллической структуре. Если один слой сдвинется на много межатомных расстояний, то на поверхности образуется «ступенька». Хотя отдельные атомы слишком малы, чтобы их можно было увидеть под микроскопом, ступеньки, образовавшиеся за счет скольжения, хорошо видны под микроскопом и названы линиями скольжения.

Обычные металлические предметы, встречающиеся нам ежедневно, являются поликристаллическими, т.е. состоят из большого числа кристаллов, в каждом из которых своя ориентация атомных плоскостей. Деформация обычного поликристаллического металла имеет с деформацией монокристалла то общее, что она происходит за счет скольжения по атомным плоскостям в каждом кристалле. Заметное же скольжение целых кристаллов по их границам наблюдается только в условиях ползучести при повышенных температурах. Средний размер одного кристалла, или зерна, может составлять от нескольких тысячных до нескольких десятых долей сантиметра. Желательна более мелкая зернистость, так как механические характеристики мелкозернистого металла лучше, чем у крупнозернистого. Кроме того, мелкозернистые металлы менее хрупки.

Пример деформации из-за усталости металла

Для проведения испытаний необходимо руководствоваться принятыми методиками, которые изложены в ГОСТ-1497-84. Особое внимание уделяется отклонению свойств металла от нормы.

Углеродные нано-трубки

Фактически это листы углерода толщиной в один атом, свёрнутые в цилиндры — их молекулярная структура напоминает рулон проволочной сетки, и это самый прочный материал, известный науке. В шесть раз легче, но в сотни раз крепче стали, нано-трубки обладают лучшей теплопроводностью, чем алмаз, и проводят электричество эффективнее меди.

Сами трубки не видны невооружённым взглядом, а в необработанном виде вещество напоминает сажу: чтобы проявились его необыкновенные свойства, надо заставить вращаться триллионы этих невидимых нитей, что стало возможным относительно недавно.

Материал может применяться в производстве кабеля для проекта «лифта в космос», достаточно давно разработанного, но до недавнего времени совершенно фантастичного из-за невозможности создать кабель длиной 100 тыс км, не согнувшийся бы под собственным весом.

Углеродные нано-трубки помогают и при лечении рака груди — их можно помещать в каждую клетку тысячами, а наличие фолиевой кислоты позволяет выявлять и «захватывать» раковые образования, затем нано-трубки облучают инфракрасным лазером, и клетки опухоли при этом погибают. Также материал может применяться в производстве лёгких и прочных бронежилетов…

Термомеханическая обработка

Все без исключения пружинные стали повергаются термомеханической обработке. После нее прочность и износостойкость способна увеличиться в 2 раза. Форму изделию придают в отожженном состоянии, когда сталь имеет максимально возможную мягкость, после чего нагревают до 830-870 С и охлаждают в масляной или водной среде (только для марки 60 СА). Полученный мартенсит отпускают при температуре 480 ºC.

Все требования и рекомендации к этому виду стали описаны в ГОСТ 14959-79. На их основании предприятием разрабатываются более детальные технологические листы, которые отвечают узким параметрам.

Тема «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости»

Образовательная цель: изучить механические свойства металлов и сплавов; рассмотреть особенности методов определения твердости, их преимущества и недостатки, возможности применения.

Развивающая цель: развивать у студентов рациональные приемы и способы мышления, познавательной активности, анализа и применения информации.

Воспитательная цель: прививать интерес к учебной дисциплине и избранной специальности; воспитывать стремление к получению качественных знаний и дальнейшему самостоятельному освоению полученных знаний.

Тип занятия: усвоения новых знаний.

Методы обучения : объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, опытно-экспериментальный.

Форма занятия : лекционное занятие с использованием активных методов работы со студентами.

Средства обучения:

- дидактическое обеспечение: презентация к учебному занятию, раздаточный материал (таблица со сравнением методов определения твердости, обозначения и определения величин механических свойств), тестовые задания по теме занятия;

- материально-техническое обеспечение: демонстрационный материал (черствый и мягкий хлеб, пластины из разного металла, листовая сталь, стальной гвоздь), мультимедийный проектор, компьютер.

Межпредметные связи: история, спец.технология, производственное обучение, химия, физика.

Студенты должны знать: свойства металлов, методы исследования свойств.

Студенты должны уметь: предсказывать свойства путем опытов или исследований механических свойств металлов, формировать умения управлять своей учебной деятельностью.

Девиз : Просто знать – это не все, знания нужно использовать.

Ход занятия

I . Организационный этап (2 мин.).

- проверка наличия и готовности студентов к занятию (доклад старосты).

II . Мотивация учебной деятельности студентов (8 мин.).

* информация об основных этапах занятия.

Преподаватель: Мы продолжаем изучать свойства металлов и сплавов, потому что металлы и сплавы являются наиболее распространенными техническими материалами, широко используемыми в машиностроении и различных отраслях промышленности. Если достаточно внимательно посмотреть вокруг - где бы вы ни были: дома, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов и сплавов трудится вокруг нас и для нас. Еще в 1556 году Георг Агрикола (основатель минералогии) сказал: «Человек не может обойтись без металлов. Если бы не было металлов, люди влачили бы самую омерзительную и жалкую жизнь среди диких зверей».

Преподаватель : Очень важно знать какими свойствами обладают металлы и сплавы. Мы уже знаем о физических, химических, технологических свойствах материалов. А сегодня мы продолжим изучать свойства металлов и сплавов и узнаем, какими методами определяется твердость металлов. После изучения новой темы Вам предстоит выполнить тестовые задания на закрепление новой темы.

Цели сегодняшнего занятия представлены на слайде № 2 презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости» (Приложение № 1).

*обоснование профессиональной значимости занятия

Преподаватель : Ваша будущая профессиональная деятельность связана со сваркой металлов, которая в свою очередь является одним из производственных процессов в современном машиностроении. Главным требованием к процессу сварки является высокое качество сварных швов соединений, т.е. достижение необходимых механических свойств металла шва близких к основному металлу.

Получение необходимых механических свойств и предотвращение дефектов зависит не только от правильного выбора технологии сварки, исправности оборудования, квалификации сварщика, но и от состава и качества свариваемых технических материалов.

III . Актуализация опорных знаний студентов (10 мин.).

Преподаватель: Повторим материал прошлых занятий.

У доски студент разгадывает кроссворд на тему «Материаловедение. Свойства металлов и сплавов» (Приложение № 2).

Для остальных обучающихся проводится фронтальный опрос:

1. Что такое металлические сплавы?

2. Какие сплавы относятся к железоуглеродистым?

3. Какие свойства металлов и сплавов относятся к физическим?

4. Что такое коррозия металлов?

5. Какие свойства металлов и сплавов относятся к технологическим?

Сложные вещества, которые образуются при сплавлении (спекании, диффузии) нескольких металлов, или металлов с неметаллами.

Цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, электропроводность, магнитные свойства.

Коррозия – разрушение металла под действием внешней среды.

Обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, литейные свойства.

IV . Формирование новых знаний (40 мин.).

План изучения темы.

1.Механические свойства металлов и сплавов.

2. Методы определения твердости.

1. Механические свойства металлов и сплавов

Преподаватель : Надёжность и долговечность в эксплуатации деталей машин, механизмов, металлоконструкций, их технико-экономическая эффективность во многом зависят от правильного выбора конструкционного материала, от технологии изготовления и условий эксплуатации. При эксплуатации изделие может длительное время выдерживать статические, динамические, переменные нагрузки, часто при низких температурах и в агрессивных средах. Поэтому существуют определенные требования к свойствам конструкционного материала: прочность, сопротивление хрупкому разрушению, сопротивление вязкому разрушению, сопротивление ударным нагрузкам, и др. Свойство – это количественная или качественная характеристика материала, определяющая его общность или различие с другими материалами.

Механические свойства характеризуют сопротивление материала деформации, разрушению под действием внешних сил.

К ним относятся упругость, прочность, пластичность, ударная вязкость и твердость.

Студенты конспектируют в тетрадях определения механических свойств, используя демонстрацию слайдов № 3,4,5,6,7,8,9презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости». (Приложение № 1).

Прочность - это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок - растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих и срезающих.

Упругостью называется способность металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешней нагрузки.

Происхождение терминов: Термин “упругость” впервые ввел в употребление великий русский ученый М.В. Ломоносов.

Пластичностью называется способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после ее снятия. Термин “пластичность” происходит от греческого слова, означающего «лепной, скульптурный».

Ударной вязкостью называется способность металла или сплава сопротивляться действию ударных нагрузок.

Твердостью называется способность металла или сплава оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела.

При повторении материала первого вопроса используем демонстрацию слайда № 9 презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости». (Приложение № 1).

Преподаватель : Для определения таких механических свойств как прочность, упругость, пластичность образцы металлов и сплавов испытывают на статистическое напряжение на разрывных машинах, вызывая в них напряжения и деформации. Демонстрация слайда №11презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости». (Приложение № 1). Студенты изучают виды деформаций (Приложение №5).

2. Методы определения твердости.

Студенты на основании проведенных рассуждений и опыта с хлебом и с помощью преподавателя делают вывод о том, что твердость - это сопротивление материалов вдавливанию в них другого тела, а также вывод о том, что твердость металлов нужно измерять более твердыми, чем они, материалами и при больших усилиях.

Демонстрация слайда №12 презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости». (Приложение № 1).

Преподаватель: Посмотрите, как выглядят твердомеры – приборы для определения твердости. Эти приборы предназначены для определения твердости различными методами, но они очень похожи. В каждом твердомере есть столик на который помещается испытываемый образец и индентор – наконечник, который вдавливается в образец. В стойке твердомера размещены грузы, под действием которых осуществляется вдавливание индентора.

Преподаватель: Рассмотрим три самых распространенных метода определения твердости, которые названы по фамилии ученых их предложивших. Это методы Бринелля, Роквелла и Виккерса.

Преподаватель объясняет новый материал, используя слайды № 13,14,15 презентации. По каждому методу отмечается – наконечник (индентор), нагрузки, принцип определения твердости, какие материалы можно испытывать, обозначение твердости.

По методу Бринелля в материал под определённой нагрузкой (обычно 30 кН) вдавливается твёрдый металлический шарик (обычно диаметром 10 мм). Отношение приложенной нагрузки к площади шаровой поверхности отпечатка даёт число твёрдости по Бринеллю ( HB ).

Метод Бринелля был достаточно простым, но не применимым для закалённых сталей (так как индентор - закаленный шарик сам будет деформироваться при испытании закаленных сталей и других твердых материалов), и оставлял слишком большой отпечаток, чтобы рассматриваться как неразрушающий.

Просмотр видеоролика определения твердости по методу Бринелля.

По методу Роквелла существует 11 шкал определения твердости ( A ; B ; C ; D ; E ; F ; G ; H ; K ; N ; T ), основанных на комбинации «индентор (наконечник) — нагрузка». Наиболее широко используются два типа индентеров: шарик из карбида вольфрама диаметром 1/16 дюйма (1,5875 мм) или такой же шарик из закалённой стали и конический алмазный наконечник с углом при вершине 120°. Возможные нагрузки — 500Н, 900Н, 1400Н. Величина твёрдости определяется как относительная разница в глубине проникновения индентора при приложении основной и предварительной (100 Н) нагрузки. Для обозначения твёрдости, определённой по методу Роквелла, используется символ HR , к которому добавляется буква, указывающая на шкалу по которой проводились испытания ( HRA , HRB , HRC ).

Просмотр видеоролика определения твердости по методу Роквелла.

По методу Виккерса : Сущность метода заключается во вдавливании в испытуемый материал правильной четырёхгранной алмазной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями. Твёрдость по Виккерсу вычисляется путём деления нагрузки Р на площадь поверхности полученного пирамидального отпечатка. Метод Виккерса, благодаря использованию маленьких нагрузок и большого угла при вершине пирамиды, позволяет определять твёрдость азотированных и цементированных поверхностей, а также тонких листовых материалов.

Твёрдость по Виккерсу во всех случаях обозначается буквами HV . Основными параметрами при измерении твёрдости по Виккерсу являются нагрузка Р от 50 до 1000 Н и время выдержки 10—15 с.

Просмотр видеоролика определения твердости по методу Виккерса.

Преподаватель: Есть еще один очень простой метод определения твердости материала. Преподаватель вместе со студентами проводит опыт по царапанию алюминиевой, медной и стальной пластин гвоздем.

Студенты и преподаватель делают вывод о том, что глубина и ширина царапин, полученных при одинаковых усилиях, зависит от твердости материала.

Преподаватель: Для определения твердости по царапанию имеются специальные приборы. Твердость по царапанию характеризует сопротивление разрушению и определяется путем царапания поверхности материала алмазным конусом с углом при вершине 90°, при определенной нагрузке. Характеристикой твердости обычно является величина, обратная ширине царапины, полученной при данной нагрузке.

Сравнительные характеристики методов и возможности их применения

Преподаватель: Сегодня мы много узнали о таком механическом свойстве металлов и сплавов как твердость, я прошу обратить ваше внимание на три основных метода, используемых для определения твердости металлов – это методы Бринелля, Роквелла и Виккерса. Раздает распечатки таблицы – Сравнение основных методов определения твердости. (Приложение № 3 ).

Преподаватель и студенты вспоминают самые важные отличия этих методов – индентор, нагрузки, методика проведения испытания, обозначение числа твердости и материалы для испытания. Повторяют что такое твердость.

V . Систематизация полученных знаний и проверка качества усвоения нового материала (18 мин).

1. Повторение определений основных механических свойств. Демонстрация слайда № 17 презентации «Механические свойства металлов и сплавов. Методы определения твердости». (Приложение № 1).

2. Выполнение тестовых заданий ( Приложение № 4) .

УІ. Итоги урока (2мин).

1.Анализ работы студентов и их оценивание.

2. Выдача домашнего задания:

- повторить физические, химические и механические свойства металлов, подготовиться к тесту по данным темам.

Список использованных источников

1. Солнцев Ю.П. Материаловедение: учебник для студентов учреждений СПО / Ю.П. Солнцев, С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин – М: Академия, 2013.-496 с.

2. Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение: учебник для технических колледжей / Ю.Т. Вишневецкий.- 4-е изд. – М: Дашков и КО, 2009. – 670с

3. Металловедение: учебник для техникумов / А. И. Самохоцкий, М.Н. Кунявский, Т.М. Кунявская и др. – изд. 4-е, перераб. и доп. – М: металлургия, 1990. – 416 с.

Читайте также: