Свойства металлов

Свойства металлов можно разделить на четыре основные группы: физические, химические, механические и технологические. К физическим свойствам относят цвет, плотность, плавкость, тепловое расширение, теплопроводность, теплоемкость, электропроводность и способность намагничиваться.

Химические свойства характеризуются такими явлениями, которые вызывают изменение вещества. В окружающей нас среде непрерывно происходят изменения такого характера. Например, сгорание топлива и превращение его в золу и газы, гниение дерева. К химическим свойствам металлов относят коррозионную стойкость, жаропрочность, окалиностойкость, жароупорность.                                         

В практике сварочного производства большое значение имеют механические и технологические свойства. К основным механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, твердость и ударную вязкость.

Прочность — это способность металлов сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь. Для испытания прочности применяют специальные разрывные машины различной мощности. При испытании образца наступает такой момент, при котором без увеличения нагрузки образец продолжает удлиняться. Отношение этой нагрузки к поперечному сечению образца называётся пределом текучести. Затем нагрузку снова увеличивают и при максимальном для данного образца ее значении образец разрывается. Напряжение, при котором наступает разрыв образца, называется пределом прочности или временным сопротивлением    материала.

Упругость — способность металлов изменять форму под действием внешней нагрузки и восстанавливать измененную форму после прекращения  ее действия.

Пластичность — способность металлов, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после ее снятия. Пластичность характеризуется относительным удлинением и относительным сужением. Отношение приращения длины образца при его растяжении к его первоначальной длине, выраженное в процентах, называется относительным удлинением. Относительное сужение — это отношение уменьшения площади поперечного сечения образца при разрыве к первоначальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах. Для определения пластичности металла сварного шва образец испытывают на загиб, и чем больше угол загиба, тем выше пластичность металла.

Твердость — способность металлов оказывать сопротивление проникновению другого, более твердого тела. Наибольшее распространение получили следующие способы испытания твердости металлов: вдавливание шарика из твердой стали (твердость по Бринеллю), вдавливание вершины алмазного конуса (твердость по Роквеллу), вдавливание вершины алмазной пирамиды (твердость по Виккерсу).

Ударная вязкость — способность металла оказывать сопротивление действию ударных нагрузок — является одним из основных показателей наплавленного металла и сварного соединения. Чем выше ударная вязкость, тем работоспособнее металл сварного шва. Для проведения испытания на ударную вязкость изготовляют специальные образцы, которые закладывают в специальный копер. Ударом маятника копра образец разрушается. Работа, отнесенная к площади поперечного сечения образца, является ударной вязкостью.

Кроме испытаний металлов на прочность, пластичность, твердость и ударную вязкость их испытывают на усталость и истирание. Испытание на усталость производят для определения выносливости при многократно чередующихся  нагрузках.  Испытание  на  истирание выполняют для тех металлов, которые в процессе своей работы подвергаются трению (цилиндры, подшипники, тормозные устройства).

К технологическим свойствам металлов относится свариваемость, обрабатываемость резанием, ковкость, текучесть, прокаливаемость. Для определения пригодности металла к изготовлению конкретного изделия берут технологические пробы, часть из которых стандартизированы. К стандартизированным пробам относят пробу на загиб, на осадку в холодном состоянии, пробу проволоки— на скручивание и на навивание и т. д.