Механикалық қасиеттердің жалпы сипаттамалары

МЕТАЛДАРДЫҢ МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ 
7.1 Механикалық қасиеттердің жалпы сипаттамалары 
Сырттан түскен механикалық күштерге металл материалдарының 
көрсетер қабілетінің сипаттамалары оның механикалық қасиеті деп 
танылады. Механикалық қасиеттерге металдың немесе қорытпаның 
деформацияға қарсылығы (беріктік), сынуға қарсылығы (созымталдық, 
тұтқырлық т.б.) жатады. 
Металдың механикалық қасиетіне баға беру критерийлерін келесі 
топтарға бөлуге болады: 
1) бұйымдардың жұмыс атқару шарты мен конструктивтік 
ерекшеліктерін ескермейтін критерийлер. Демек, сынаққа түсетін үлгілер 
ешқандай кедір-бұдырсыз бірбеткей жазық күйінде сыналады. Олардың 
созымталдығы, 
беріктігі, 
соққы 
тұтқырлығы 
жұмыс 
қолданатын 
бұйымдардың қасиеттеріне сәйкес келмейді; 
2) материалдың жұмыс атқару шартына сәйкес конструктивтік 
беріктігіне баға беру критерийлері. Мұндай критерийлер екі топқа бөлінеді: 
а) материалдың кенеттен қирауға қарсылық көрсетуге сенімділігін 
анықтайтын критерий;
б) материалдың мәңгілігін (шалдығуға, тозуға, коррозияға қарсылық 
көрсету) анықтайтын критерий. 
3) стендтер арқылы, тетіктердің іс жүзінде және пайдалану сынақтары 
арқылы конструкцияның жалпы (конструкциялық беріктік) беріктігін бағалау
критерийлері.
Мұндай сынақтарда конструкцияның сенімділігі мен мәңгілігіне 
металл бұйымдарындағы технологиялық ақаулар, қалдық кернеулер 
шамасының әсерлері қаралады. 
Металтанудың практикалық мәселелерін шешу үшін стандартты 
механикалық қасиеттерді анықтаумен қатар конструктивті беріктік 
критерийін анықтау қажет. 
7.2 Статикалық әдістермен сыналатын механикалық қасиеттер 
 
Үлгіге түсетін күштің біртіндеп баяу берілуі с т а т и к а л ы қ с ы н а қ қ а
жатады. Көбінесе бір сынақтың көмегімен бірнеше маңызды механикалық 
сипаттамалары алынатын сынақ ретінде созып сынау қолданылады. 
Созып сынау үшін стандартты жұмыр немесе таспалы үлгілер 
қолданылады. Сынақ жүргізетін машина арнаулы созылу диаграммасын
(33- сурет) жазып түсіретін қондырғымен жабдықталған. 33- суреттегі
1- сызық, шартты шамада мөлшерленген кернеудің

әсерінен (

= Р/ F
о
) 
үлгінің өзгеруін (д е ф о р м а ц и я л а н у ы н ) сипаттайды. Мұнда F
о
– 
көлденең қиманың бастапқы ауданы. 
А нүктесіне дейін деформация кернеуге пропорционалды. ОА түзуінің 
абсцисса өсіне түскен тангенс бұрышы материалдың с е р і п п е л і к

м о д у л і н , Е =

/

(

- салыстырмалы деформация) сипаттайды. 
Материалдың серіппелік модулі оның қатаңдығын анықтайды. Серіппелік 
модульдің физикалық мәні материалдың серіппелік деформацияға көрсетер 
қарсылығының сипаттамасы, демек, атомдардың тепе-теңдік қалпынан 
ауытқуы. Серіппелік модуль металдың құрылымына қарамайды, атомаралық 
байланыс күшімен анықталады. 
I- серіппелі деформация ауданы; II- пластикалық деформация ауданы;
III- жарықшаның даму ауданы. 
33-сурет. Шартты және нақты кернеулер үшін металдың созылу 
диаграммасы (а) және нақты кернеу диаграммасы(б).
А нүктесіне сәйкес кернеу п р о п о р ц и о н а л ь ш е г і (

пц
) деп 
аталады. 
Үлгіге 
түскен 
кернеу 
мен 
деформация 
арасындағы 
пропорционалдық сақталатын кернеу

пц‗
= Р
пц
/ F
o
. 
Пропорционалдық шегінен аспайтын кернеу тек серпімді деформация 
тудырады. Оны шартты серпімділік деп те атайды. 
С е р п і м д і л і к ш е г і үлгінің алғашқы ұзындығының 0,05%- на 
жететін қалдық деформация тудыратын кернеу арқылы анықталынады: 
σ
0,05
= Р
0,05
/ F
o
. 
Мөлшері 0,2 % қалдық деформация тудыратын кернеу ш а р т т ы
а қ қ ы ш т ы қ ш е г і (σ
0,2
) деп аталады:
σ
0,2
= Р
0,2 
/ F
o
. 

Темірді және КЦК торлы металдарды сынау кезінде созылу 
диаграммасында белгілі кернеудің 

т
тұсында көлденең алаң пайда болады.
Созу күшін үдетпей үлгінің деформациялануын тудыратын кернеу
физикалық аққыштық шегі деп аталынады 
σ
т
= Р
т 
/ F
о
. 
σ
0,2
және σ
пц
металдың шағын деформацияға көрсеткен қарсылығының
сипаттамалары. 
Қалыпты температурада σ
0,2 
мағынасы бойынша материалдар үш 
класқа ажыратылады (1- кесте). 
1- кесте. Қорытпаларды беріктігі бойынша класқа бөлу 
Материалдың 
кластары 
σ
0,2,
МПа 
Fe қорытпалары 
Al қорытпалары 
Ti
 
қорытпалары 
Беріктігі төмен 
650 
200 
400 
Беріктігі орта 
650-1300 
200-400 
400-800 
Беріктігі жоғары 
1300-1400 
400 
800 
Түскен күштің әрі қарай көтерілуі металда елеулі пластикалық 
деформация тудырады. Үлгінің сынуына әкеліп соғатын ең үлкен күштен 
туындаған кернеу деформацияға көрсетер уақытша қарсылығы немесе 
б е р і к т і к ш е г і (

в
) деп аталады.

в
= Р
max 
/ F
о
. 
Созымтал металдағы деформациялар, 

в 
кернеуінен бастап үлгінің 
жіңішкерген мойнына жинақталады да, құрылымдағы біргелкілік жойылып, 
вакансиялар мен дислокациялар тығыз орналасқан жерде кеуектілік пайда 
болады. Бір-бірімен қосылған кеуектер жарық туындатып, соңынан үлгінің 
сынуына әкеліп соғады (33- сурет, С нүктесі).
Созылу диаграммасы бойынша металдың созылмалық қабілетін 
сипаттауға 
болады. 
Металдың 
созылмалығы 
(пластикалығы) 
с а л ы с т ы р м а л ы с о з ы л у (

) және с а л ы с т ы р м а л ы с ы ғ ы л у ( ψ )
арқылы анықталады: 

= (

k 
 -

o
) 100 / 

o
; 
ψ = ( F
о
- F
к
) 100 / F
о
, 

мұндағы

о
және

к
- үлгінің ұзындығы, ал F
о
және F
к
– үлгінің сынуға
дейінгі және сынудан кейінгі көлденең қимасы, мм
2
. 
Материалдың беріктігін нығайтуда оның пластикалық қасиеті 
төмендейді. Конструкциялық материалдарды ұсынатын мемлекеттік 
стандарттарда, сынақ паспорттарында, сонымен қатар беріктігін және қор 
мөлшерін есептеуде σ
0,2
, 

в
, 

, ψ және Е көрсеткіштері материалдардың
базалық сипаттамалары ретінде қаралады. 
Шойын, құймалы алюминий қорытпалары және басқа созылмайтын 
морт материалдарды сығу арқылы сынақтан өткізеді. 
Жоғары сапалы конструкциялық материалдар әрі берік, әрі сенімді 
және мәңгілік болу керек. 
Материалдың беріктігі деформацияға қарсылық көрсетуі бойынша 
анықталса, сенімділігі, мәңгілігі қирауға қарсылық көрсетер қабілеті арқылы 
анықталады.