Температурный интервал горячей обработки стали. Нагрев при штамповке

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 кельвин [К] = 1 градус Цельсия [°C]

Исходная величина

Преобразованная величина

кельвин градус Цельсия градус Цельсия (centigrade) Градус Фаренгейта градус Ранкина градус Реомюра

Метрическая система и СИ

Подробнее о разности температур и о конвертере разности температур

Общие сведения

Этот конвертер разности температур отличается от конвертера температур тем, что здесь можно сравнить интервал температуры в разных шкалах. Например, в конвертере температур 5 °C = 41 °F, а в этом конвертере разности температур интервал в 5 °C равен интервалу в 9 °F. То есть, если, например, увеличить температуру с 0 °C до 5 °C, то по шкале Фаренгейта она поднимется с 32 °F до 32 + 9 = 41 °F. Аналогичный пример: разность температур в 100 °C равна разности в 180 °F, то есть, если поднять температуру от 0 °C до 100 °C, то по шкале Фаренгейта она поднимется от 32 °F до 32 + 180 = 212 °F.

В повседневной жизни, в природе и в науке и технике разность температур, а также температурные интервалы имеют большое значение. Например, в климатологии следят за изменениями разности между средними годовыми температурами, температурами в определенное время года и другими особенностями погоды. Это помогает определить изменения в особенностях климата, например изменения, вызванные глобальным потеплением. В кулинарии еда подвергается тепловой обработке и температурные интервалы, в пределах которых нагреты продукты, влияют на вкус и на то, можно ли при такой температуре уничтожить микроорганизмы, опасные для людей. В природе интервалы температур вещества влияют на его агрегатное состояние. Это далеко не все примеры, где разность температур играет важную роль, но эта статья описывает два последних примера с кулинарией и агрегатными состояниями веществ.

Изменение агрегатного состояния вещества

Для каждого вещества существуют интервалы температуры, при которых оно находится в одном из трех агрегатных состояний - в кристаллической форме, в форме жидкости, или газа. Температура, при которой твердые тела переходят в жидкое состояние, называется точкой плавления , а температура, при которой жидкость испаряется и превращается в газ, называется точкой кипения . Интервал температур для каждого агрегатного состояния, а также точка плавления и точка кипения зависят от давления. Обычно говорят о точках кипения и плавления для нормального атмосферного давления. В этом случае точка кипения называется нормальной точкой кипения , а точка плавления называется нормальной точкой плавления .

При достаточно высоких температурах вещества приобретают особые свойства - жидкости и газы в этом случае ведут себя одинаково. Это состояние называется критической точкой .

Обычно вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии существуют при определенных интервалах температуры и определенном давлении, но иногда изменение агрегатного состояния происходит и при других температурах. Например, жидкости часто испаряются при температурах ниже, чем точка кипения. Такое испарение - более медленный процесс, по сравнению с испарением в процессе кипения.

Давление и кипение воды

Многие знают температуру замерзания и кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Нормальная точка плавления льда (и замерзания воды) - 0 °C (32 °F) , а нормальная точка кипения - 100 °C (212 °F) .

При восхождении на вершины альпинисты часто находятся при низком атмосферном давлении. В этих условиях вода кипит при более низких температурах. Температура кипения понижается на 1 °C каждые 285 метров (935 футов). К примеру, на вершине Эвереста (8,848 метров или 29,029 футов) вода кипит при температуре 71 °C (160 °F) . На больших высотах над уровнем моря приходится готовить еду дольше или использовать портативные скороварки - они уменьшают время приготовления пищи, так как давление в них искусственно увеличивается, а с ним повышается и температура кипения.

Температура кипения воды при определенном давлении - это максимальная температура, которую вода может достичь в этих условиях. Именно поэтому высота над уровнем моря и, соответственно, атмосферное давление, влияют в первую очередь на приготовление пищи с использованием воды, например на варку. На максимальную температуру воздуха давление не влияет, поэтому «сухие» методы приготовления пищи, например запекание, практически не отличаются от приготовления на высоте уровня моря.

Увеличение давления, наоборот, повышает температуру кипения воды, делая ее выше, чем 100 °C (212 °F) . Это значительно ускоряет процесс приготовления пищи. По такому принципу работают скороварки - пар, образующийся в процессе приготовления пищи, остается внутри, увеличивая тем самым давление и, соответственно, температуру.

Разность температур и температурные интервалы в кулинарии

В кулинарии температурные интервалы очень важны, так как выбор температуры во время приготовления пищи влияет на ее консистенцию, и вкус. Температура особенно сильно влияет на белки, содержащиеся в продуктах питания, так как при разных температурах белки ведут себя по-разному. При комнатной температуре молекула белка скручена в шарик, и держит форму благодаря химическим связям внутри молекулы. С увеличением температуры эти связи ослабевают и молекула постепенно раскручивается и распрямляется. Это влияет на вкус, консистенцию и текстуру продукта. Этот процесс называется денатурацией или коагуляцией белков. Если температуру поднять еще выше, то раскрученные молекулы соединяются с другими молекулами и еще больше изменяют структуру белка. Так продукты приобретают знакомый нам «готовый» вкус. На протекание этого процесса влияет не только температура, но также и время приготовления пищи. Денатурация может также произойти в результате соприкосновения белков с кислыми продуктами.

Приготовление яиц

Если варить или жарить яйца при температуре от 63 °C до 65 °C (от 145 °F до 150 °F) , то постепенно они начинают загустевать, так как начинается процесс денатурации содержащихся в них белков. Для некоторых рецептов яйца готовят именно при этой температуре, чтобы получить полужидкий желток и немного более жидкий белок. Яйца всмятку, а также похожие по консистенции «онсэн-тамаго» (от японского «яйца из горячего источника») готовят именно так. Онсэн-тамаго изначально готовили в Японии в горячих источниках, поэтому у них такое название. Обычно их подают к завтраку вместе с рисом, супом мисо, запеченной рыбой и маринованными овощами.

Яйца затвердевают при температурах между 70 °C и 73 °C (158 °F и 165 °F) . Если долго готовить их при температуре 100 °C (212 °F) или выше, то они теряют мягкость и становятся «резиновыми».

Приготовление мяса

Происходящие в белках мяса при температурной обработке химические реакции изменяют его цвет. Степень готовности мяса также можно определить по температуре, при которой его готовили. Часто для определения готовности мяса используют пищевой термометр. Это особенно удобно при приготовлении толстых кусков мяса, например ростбифа, запеченного мяса, или птицы. В этом случае важно измерять температуру внутри мяса, а не на поверхности, так как внутренняя часть прогревается медленнее, чем внешняя, и ее температура всегда ниже.

При 50 °C (120 °F) мясо приобретает розоватый или белый оттенок. Если готовить его при более низкой температуре, от 46 °C до 49 °C (от 115 °F до 120 °F) , то получится обжаренное снаружи и сырое внутри мясо категории extra-rare, blue или bleu. Если температура внутри мяса достигла от 52 °C до 55 °C (от 130 °F до 140 °F) , то получится мясо «с кровью», также известное как rare или saignant.

По мере того, как температура увеличивается, мясо приобретает коричневый цвет и поджаренную корочку, особенно начиная с интервала между 55 °C и 60 °C (130 °F и 140 °F) . При такой температуре мясо получается среднесырым, то есть, medium rare, или à point. Цвет мяса темнеет в результате окисления железа, которое содержится в белках мышечных тканей. На этой стадии приготовления мясо пускает сок и его структура начинает изменяться.

По мере того, как мясо нагревается до 70 °C (160 °F) , оно становится мягче, так как молекулы коллагена, вещества, которое отвечает за структурную прочность мяса, постепенно разрушаются. Во время этого процесса коллаген превращается в желатин. Так как это долгий процесс, то жесткое мясо, например мясо с тканью мышц, которые интенсивно использовались животным, или мясо старых животных, лучше готовить дольше. Чтобы мясо было мягче, его также можно разрезать на маленькие кусочки. Температура в уменьшенном куске повышается быстрее, и помогает ускорить процесс преобразования коллагена в желатин при воздействии температуры.

Если готовить мясо при очень высоких температурах от 140 °C до 150 °C (от 285 °F до 302 °F) , то при этом также образуется коричневая корочка, но это не связано с окислением. В этом случае происходит химическая реакция Майяра - реакция между аминокислотами и сахарами. Она изменяет вкус мяса и других продуктов на знакомый нам, «жареный» или «печеный» вкус, и делает поверхность мяса и других продуктов коричневой. Эта реакция также происходит при выпечке хлеба, приготовлении кленового сиропа, тепловой обработке кофейных зерен, и во многих других случаях.

Мясо может приобрести коричневый цвет благодаря еще одной реакции - карамелизации. Она протекает при температурах между 110 °C и 160 °C (230 °F и 320 °F) , в зависимости от сахаров, которые содержатся в продукте. Во время этой реакции сахара становятся коричневыми, и приобретают карамельный вкус. Такая реакция происходит в любой еде, содержащей сахар.

Пищевая безопасность

Еду подвергают тепловой обработке не только для того, чтобы улучшить ее вкус, но и для того, чтобы уничтожить находящиеся в ней бактерии. Если продукты употребляют в сыром виде (например, рыбу в суши или сырое мясо), то для этих же целей их иногда замораживают. Сальмонеллу, которая встречается в яйцах, мясе, рыбе, молочных продуктах, и даже в некоторых овощах, можно уничтожить, нагрев еду до температуры от 65 °C до 70 °C (от 150 °F до 160 °F) . При 70 °C (160 °F) эти бактерии умирают мгновенно, а при более низких температурах тепловая обработка должна быть более продолжительной. Раньше считалось, что от сальмонеллы в яйцах можно избавиться, просто промыв сырые яйца снаружи, то есть, сделав чистой скорлупу. Сейчас известно, что сальмонелла может заразить и внутреннюю часть яйца, поэтому для безопасности необходима тепловая обработка.

Другой опасный для здоровья микроорганизм - кишечная палочка. Он встречается в сыром мясе, молочных продуктах, овощах и фруктах. Тепловая обработка при температуре 71 °C (160 °F) убивает этот микроорганизм.

Сальмонелла и кишечная палочка могут вызвать у человека расстройство желудка, тошноту и диарею. Эти симптомы исчезают у многих через неделю даже без лечения, но в некоторых случаях заражение достаточно опасно и пациента кладут в больницу. В самых тяжелых случаях возможен летальный исход. Во избежание этого заражения следует соблюдать правила безопасности и подвергать продукты питания тепловой обработке. Это особенно важно, если эти продукты предназначены для людей из группы риска: для детей, беременных женщин, пожилых людей, и тех, у кого ослабленная иммунная система. Существует огромное множество способов приготовления и обработки мяса, яиц, молочных и других продуктов, поэтому всегда есть подходящий рецепт даже для самого привередливого человека, так что лучше не подвергать здоровье риску, употребляя необработанные продукты.

Предотвратить заражение кишечной палочкой и сальмонеллой можно и с помощью пастеризации пищевых продуктов. Во время этого процесса молоко, соки и другие продукты нагревают до определенной температуры в течение установленного промежутка времени. Так, например, молоко можно нагревать 30 минут при 63 °C (145 °F) , 15 секунд при 72 °C (161 °F) или 2 секунды при138 °C (280 °F) . Во время пастеризации происходит денатурация ферментов внутри микроорганизмов. При этом вода в клетках бактерий расширяется и повреждает или разрушает стенки этих клеток. Под действием высоких температур во время пастеризации структура белков в клетках бактерий изменяется, в результате еще больше ослабляя стенки этих клеток. Пастеризация убивает не всех бактерий, а уменьшает их число настолько, что вероятность распространения инфекции значительно понижается. Благодаря пастеризации молоко - один из самых безопасных продуктов, если хранить его в холодильнике и употреблять до истечения срока хранения.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Нагрев металла перед обработкой давлением.

При определенных температурах пластичные материалы обладают высокой пластичностью и низким сопротивлением деформированию. Эти температуры имеют верхний и нижний пределы, между которыми лежит температурный интервал обработки давлением.

При холодной деформации (т.е. при температурах для чистых металлов обычно ниже 0.3 абсолютной температуры плавления) происходит упрочнение (наклеп) деформируемого металла. При этом наблюдается вытягивание его зерен в направлении деформации, создается определенная кристаллографическая ориентировка зерен (текстура), происходит искажение кристаллографических решеток, накопление дополнительных (вторичных) напряжений и др. Явления. Пределы прочности, текучести и твердость металла увеличиваются, а относительное удлинение, поперечное сужение и ударная вязкость уменьшаются. С увеличением деформации упрочнение возрастает, дальнейшая деформация становится затруднительной и, наконец, невозможной. Тогда наступает разрушение деформируемого металла.

При повышении температуры деформации в металле возникают процессы, препятствующие упрочнению, а именно возврат (отдых) и кристаллизация (разупрочняющие процессы).

Возврат , признаки которого проявляются при температуре обычно свыше 0.3 абсолютной температура плавления, заключается в уменьшении получаемых при деформации искажении кристаллографической решетки и снижение дополнительных напряжений. Однако при наличии возврата признаки упрочнения все же проявляются, хотя в меньшей степени, поэтому основную роль в разупрочнении играет рекристаллизация, признаки которой проявляются при температуре обычно свыше 0.4 температуры плавления.

Рекристаллизация заключается в появлении в деформированном слое металла новых центров кристаллизации и росте вокруг них новых зерен с новой ориентировкой кристаллографической решетки и новыми границами между зернами. При полностью протекшей рекристаллизации деформированный металл не имеет следов упрочнения.

Если рекристаллизация протекает не полностью, то наблюдается снижение пластичности. Это объясняется тем, что металл становится неоднородным в результате наличия рекристаллизованных и нерекристаллизованных зерен, а часто и неоднофазного состояния (если температура совпадает с температурой фазовых превращений). Поэтому необходим нагрев до температуры, обеспечивающей полную рекристаллизацию металла при ковке или штамповке. Это определяет нижнюю границу температурного интервала горячей обработки металлов давлением.

Завершение процесса рекристаллизации зависит не только от температуры, но и от скорости деформации, поскольку рекристаллизация протекает не мгновенно. Этим объясняется меньшее сопротивление деформирования металла в горячем состоянии на прессе, чем на молоте. С повышением температуры пластичность увеличивается. Однако при температурах, близких к температуре плавления происходит оплавление и окисление металла по границе зерен, связь между зернами нарушается, и металл полностью теряет пластичность и прочность. Это явление называется пережогом .

Ниже температуры пережога находится температура перегрева . При этой температуре в металле происходит процесс непрерывного роста зерен (собирательная кристаллизация). Эту температуру можно назвать критической. В то же время, при обработке давлением зерна разрушаются. Поэтому для ряда металлов, например для большинства сталей, крупнозернистость не является препятствием при ковке и штамповке. Таким образом, верхний интервал горячей обработки давлением находится либо ниже температуры перегрева, либо ниже температуры пережога, в пределах температуры перегрева (зависит от вида и свойств металла).

Значение температур начала и конца обработки давлением для сплавов, имеющих основу, резко колеблются в зависимости от содержания в них других компонентов. Например, для различных деформируемых алюминиевых сплавов верхний предел находится между 470 - 500˚С, нижний – между 350 - 400˚С; у медных сплавов верхний предел – между 700 - 900˚С, нижний – между 550 - 800˚С; у магниевых сплавов верхний – 370 - 430˚С, нижний – 300 - 350˚С; у титановых сплавов верхний – 1000 - 1200˚С, нижний – 700 - 950˚С; у стали верхний – 1100 - 1300˚С, нижний – 800 - 950˚С.

Если отметить на диаграмме состояние сплава железо – углерод температурный интервал обработки давлением углеродистых сталей, то его верхний предел будет находиться на кривой, проходящей на 150 - 200˚С ниже линии солидуса. Нижний предел температурного интервала для углеродистых сталей соответствует примерно 800˚С, т.е. приблизительно на 75˚С выше линии PSK. Таким образом, сталь, содержащая от 0.4% до 1% С от начала до конца обработки давлением находится в однофазном состоянии (аустенит).Углеродистую сталь с меньшим содержанием углерода заканчивают обрабатывать при наличии в ней двух фаз: аустенита и феррита. При этом получается некоторый наклеп, который легко снимается последующей термической обработкой.

Углеродистую сталь, содержащую более 1%С, заканчивают обрабатывать также при наличии в ней двух фаз: аустенита и вторичного цементита. Но в данном случаи обработка давлением, дробя сетку цементита, оказывает благоприятное влияние на структуру стали. Температурный интервал ковки и штамповки цветных металлов и сплавов определяют по диаграмме пластичности, кривым течения, диаграммам сопротивления деформации, диаграммам состояния и диаграммам рекристаллизации.

Температурный интервал кипения (интервал перегонки)- это скорректированный интервал температур, в котором перегоняется все вещество или его определенная часть при нормальном атмосферном давлении, если определение проводят описанным ниже методом.

Подходящий прибор для определения состоит из перегонной колбы, холодильника, приемника, источника тепла с защитным экраном и термометра.

Перегонная колба емкостью 50-60 мл должна быть выполнена из термоустойчивого стекла. Удобны колбы следующих размеров: горло 10-12 см длиной и внутренним диаметром 14-16 мм; боковой отвод длиной 10-12 см и внутренним диаметром около 5 мм находится посредине горловины колбы и образует угол 70-75° с нижней частью горла.

Холодильник представляет собой прямой стеклянный холодильник из термоустойчивого стекла, длиной 55-60 см, с водяной рубашкой длиной около 40 см или холодильник

другой системы с такой же охлаждающей способностью. Нижний конец холодильника может быть изогнут, чтобы служить выходной трубкой, или к холодильнику для этой цели может быть присоединен изогнутый наконечник.

Приемник представляет собой мерный цилиндр емкостью 25-50 мл с делением шкалы 0,5 мл.

Источник тепла состоит из небольшой газовой горелки, предпочтительно горелки Бунзена, или электрического нагревателя, обеспечивающих такое регулирование нагрева, которое достигается с помощью газовой горелки. Если используют газовую горелку, основание колбы закрывают асбестовым экраном. Экран делают из листа асбеста толщиной 5-7 мм в форме квадрата со стороной 14-16 см и отверстием в центре. Диаметр последнего должен быть таким, чтобы часть вставленной в него колбы ниже верхней поверхности асбестового листа имела емкость 3-4 мл.

Желательно, чтобы термометр был откалиброван на частичное погружение на 100 мм, как описано в разделе А для определения температуры плавления и температурного интервала плавления измельчаемых веществ; в противном случае можно использовать термометр, откалиброванный на полное погружение, с соответствующей поправкой на выступающий столбик. После установления термометра столбик должен располагаться в центре горла колбы, а вершина шарика должна находиться непосредственно под основанием выхода бокового отвода.

Еще по теме Д. Определение температурного интервала кипения (интервала перегонки):

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА ПЛАВЛЕНИЯ, ТОЧКИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ, ТОЧКИ КИПЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА КИПЕНИЯ

Нагрев металла повышает его пластичность. Однако, температуры нагрева должны лежать в определенном интервале.

Слишком низкие температуры нагрева могут вызывать упрочнение (наклеп) металла. Упрочнение (наклеп) – явление снижения запаса пластичности материала вследствие искажения кристаллической решетки и изменения формы зерен металла под действием силового инструмента (штампа). Упрочнение может вызвать разрушение исходной заготовки в процессе обработки давлением вследствие снижения пластичности.

Слишком высокие температуры нагрева вызывают такие явления, как перегрев и пережог.

Перегрев характеризуется резким ростом размеров зерна, обуславливающим снижение пластичности металла. Перегрев ухудшает свойства получаемых изделий и его следует избегать. Последствия перегрева в большинстве случаев можно исправить последующей термообработкой (отжигом), но для ряда материалов такое исправление вызывает значительные трудности.

Пережог возникает при более высоких температурах, чем перегрев. Пережог характеризуется окислением и оплавлением границ зерен, что нарушает связь между ними. В случае пережога материал не может обрабатываться давлением и должен быть отправлен на переплавку, поскольку пережог является неисправимым видом брака.

Температурный интервал, расположенный между оптимальными температурами начала и конца горячей обработки материала, называется температурным интервалом горячей обработки давлением . Этот интервал находится в области максимальной пластичности конкретного материала. Причем, в этом температурном интервале не должны возникать явления упрочнения (наклепа) металла, перегрева и пережога.

Температурный интервал горячей обработки давлением для углеродистых и легированных сталей приведен в табл. 3.

Объем последующей механической обработки, связанной с получение детали из заготовки, с определенной степенью приближения оценивается коэффициентом использования металла заготовки – КИМз. Чем больше КИМз, тем меньше расход металла, удаляемого в отход при механической обработки заготовки, полученной обработкой давлением.

КИМз = Мдетали / Мпоковки = Vдетали /Vпоковки.

Объем поковки (Vпоковки) отличается от объема детали на величину штамповочных уклонов, припусков на механическую обработку, радиусов скруглений и напусков.

Объем металла, приходящегося на радиусы скруглений пересекающихся поверхностей, рассчитывается как половина объема усеченного конуса, образующая которого проходит через места сопряжения радиуса с пересекающимися поверхностями.

Пластичностью называется способность металла деформироваться без разрушения под действием нагрузки.

При испытании на растяжение пластичность определяют двумя величинами: относительным удлинением и относительным сужением.

Для того чтобы понять, как эти величины определяются, следует образец до испытания сопоставить с разрушенным образцом, как это сделано на рис. 22 (выше). После разрушения образец оказался длиннее, но он сузился, особенно в месте образования шейки.

Относительное удлинение определяет, на какую величину образец удлинился после растяжения по отношению к первоначальной длине.

Эта величина обозначается буквой δ (дельта) и выражается в процентах:

· l 0 - начальная расчетная длина образца в мм;

· l - конечное значение расчетной длины в мм.

Предел прочности определяется как

Относительное сужение характеризует степень уменьшения площади поперечного сечения в шейке.

Обозначается эта величина буквой φ (пси) выражается в процентах:

· F 0 - первоначальная площадь в мм 2 ;

· F -- площадь в шейке в мм 2 .

Обычно механические характеристики металла в области высоких температур , достигающих температуры плавления, опре­деляют на специальных установках , включающих в себя нагре­вательное устройство, имитирующее температурный цикл сварки, и механическую часть и оснащенных регистрирующими прибо­рами.

Подлежащий испытанию образец нагревают до темпера­туры, при которой необходимо определить его свойства, и нагру­жают, записывая кривые П = f(Т).

На рис. 12.39 приведены типичные кривые, характеризующие изменение прочности и пластичности сплавов при высоких тем­пературах. В области нагрева до температур, близких к темпе­ратуре равновесного солидуса (Тс), прочность и пластичность сплавов резко падают.

Пластичность остается на весьма низком уровне в некотором интервале температур, а затем опять повы­шается.

Такое неоднозначное изменение свойств можно объяс­нить, рассмотрев процесс кристаллизации металла из жидкого состояния.

Исследуемый металл после расплавления охлажда­ется и, начиная с температуры Тл, в нем образуются зародыши твердой фазы. До тех пор, пока количество твердой фазы неве­лико, металл находится в жидко-твердом состоянии, пластич­ность расплава практически не отличается от пластичности жидкости, так как кристаллы твердой фазы свободно перемеща­ются в жидкости, не ограничивая ее способность перетекать и занимать любую форму (рис. 12.40, а). Металл способен принимать под действием нагрузки новую форму не разрушаясь.

Начиная с некоторой температуры, названной температурой верхней границы интервала хрупкости (Т ВГ ), металл переходит в стадию твердо-жидкого состояния, характеризующегося таким увеличением количества твердой фазы, при котором возможность жидкости перетекать между затвердевшими зернами резко уменьшается.

При деформировании происходит заклинивание зе­рен, и дальнейший процесс становится возможным только в случае пластической деформации самих зерен либо смещения их друг относительно друга.

Однако прочность закристаллизовавшейся твердой фазы в этот период намного больше и поэтому, если наступает разрушение, оно происходит по границам зерен, т. е. имеет межкристаллический характер.

Пластичность металла, находящегося на такой стадии затвердевания, очень мала - доли процента. Металл способен принимать под действием нагрузки новую форму с разрушением по границам зерен, включающим эвтектики, прочность которых ниже прочности затвердевших зерен.

С дальнейшим снижением температуры возрастает прочность прослоек, уменьшается их объем, увеличивается число контактов между зернами. Одновременно с этим повышается и прочность самих границ зерен. При некоторой температуре границы упрочняются настолько, что разрушение начинает про­ходить не по ним, а по телу самих зерен (точка А).

При этом пластические свой­ства материала возрастают, так как деформация уже не концен­трируется по малым прослойкам между зерен, а воспринимается всем агрегатом в достаточной степени равномерно.

Температура резкого возрастания пластических свойств находится ниже тем­пературы равновесного солидуса и носит название нижней грани­цы хрупкости (Т НГ).