1. Поняття властивість матеріалу. Характеристики властивостей. Показник/параметр властивостей.

Властивості матеріалів – це характерні реакції матеріалів на зовнішні дії.

Властивості є: механічні – модуль пружності, міцності, твердість; електричні – електропровідність, надпровідність; теплові – теплопровідність, теплоємність; магнітні.

Фізичні властивості- Під фізичними властивостями твердих тіл розуміється їх специфічна поведінка при впливі певних сил і полів. Існує три основних способи впливу на тверді тіла, відповідні трьом основним видам енергії: механічний, термічний і електромагнітний. Відповідно виділяють три основних групи фізичних властивостей.

Механічні властивості - Загалом зберігаючи форму, тверді тіла деформуються від впливом зовнішніх сил. В залежності від величини прикладеної сили деформація може бути пружною, пластичною або руйнівною. До механічних властивостей твердого тіла належить також його здатність проводитити звук, який є хвилею, що переносить локальну деформацію з одного місця в інше.

Теплові властивості - Найважливішою тепловою властивістю твердого тіла є температура плавлення - температура, при якій відбувається перехід у рідкий стан. Іншою важливою характеристикою плавлення є прихована теплота плавлення. На відміну від кристалів, у аморфних твердих тіл перехід до рідкого стану із підвищенням температури відбувається поступово. Його характеризують температурою склування - температурою, вище якої матеріал майже повністю втрачає пружність і стає дуже пластичним. Зміна температури викликає деформацію твердого тіла, здебільшого підвищення температури призводить до розширення. Кількістно вона характеризується коефіцієнтом теплового розширення.

Електричні та магнітні властивості - В залежності від величини питомого опору тверді тіла поділяються на провідники та діелектрики, проміжне положення між якими займають напівпровідники. Напівпровідники мають малу електропровідність, однак для них характерне її зростання з температурою. Електричні властивості твердих тіл пов'язані з їхньою електронною структурою. Для діелектриків властива щілина в енергетичному спектрі електронів, яку у випадку кристалічних твердих тіл називають забороненою зоною. Це область значень енергії, яку електрони в твердому тілі не можуть мати. В діелектриків усі електронні стани, нижче від щілини заповнені, і завдяки принципу Паулі електрони не можуть переходити із одного стану в інший, чим зумовлена відсутність провідності. Провідність напівпровідників дуже сильно залежить від домішок - акцепторів та донорів.

2. Види механічних випробувань.

Методи визначення механічних властивостей металів поділяють на такі групи:

статичні, коли навантаження зростає повільно і плавно (випробування на розтяг, стиск, згин, крутіння, твердість);

динамічні, коли навантаження зростає з великою швидкістю (випробування на ударний згин);

циклічні, коли навантаження багаторазово змінюється (випробування на втому);

технологічні — для оцінки поведінки металу при обробці тиском (випробування на згин, перегин, видавлювання).

Під час статичних випр-нь визнач такі власт-ті: межа пружності, умовна межа текучості, відносне подовження і відносне звужування.

Під час випробування на розтяг визначають відносне подовження і відносне звужування.

Визначення твердості. Під час випробування твердості використ втискування в досліджуваний матеріал індентора, виготовленого із значно твердішого матеріалу, ніж досліджуваний. Практикують дослідження твердості за Бринеллєм, Роквеллом і Віккерсом.

Механічні випробування мають велике значення в промисловості. Деталі машин, механізмів і споруд працюють під навантаженнями різних видів. Одні деталі навантажені постійно діючою в одному напрямі силою, інші зазнають ударів, у третіх — сили більш або менш часто змінюються за своєю величиною і напрямом. Деякі деталі машин зазнають навантажень при підвищених або низьких температурах, при дії корозії і т. ін.; такі деталі працюють у складних умовах.

Відповідно до цього розроблені різні методи випробувань, за допомогою яких визначають механічні властивості металів. Найпоширенішими випробуваннями є випробування на твердість, статичний розтяг, динамічні випробування.

Статичними називаються такі випробування, при яких випробуваний метал піддають дії постійної сили або сили, яка зростає дуже повільно.

Динамічними називають випробування, при яких метал піддають впливу удару або сили, яка зростає досить швидко. Крім того, іноді проводять випробування на втомленість, повзучість та зношування, які дають більш повне уявлення про властивості металів.

Випробування на розтяг. Статичне випробування на розтяг - дуже поширений спосіб механічних випробувань металів. У цих випробуваннях по перерізу зразка створюється однорідний напружений стан і матеріал перебуває під дією нормальних та дотичних напруг.

Для статичних випробувань виготовляють звичайно круглі зразки металу, який випробовується, або плоскі для листових матеріалів. Зразки складаються з робочої частини і головок, призначених для закріплення їх у захватах розривної машини. Розрахункову довжину /о беруть дещо меншою від робочої довжини /].

Розміри зразків стандартизовані. Діаметр робочої частини нормального круглого зразка 20 мм. Зразки інших діаметрів називаються пропорційними.