Из какого металла банная печь лучше?
10.09.2017
Для вычисления собственных напряжений довольно часто приходится использовать характеристики свойств металлов при высоких температурах.
Из какого металла банная печь лучше?
Теплофизические характеристики, такие, как объемная теплоемкость су, теплопроводность X и температуропроводность а, берут обычно средними в необходимом интервале температур. В табл. 7.1 указаны их значения для случая сварки металлов. Коэффициенты
Металлогалогенная лампа горит и светит сквозь зелёное стекло, прожектор установленный на улице ночью
Рис. 7.2. Дилатограммы металлов без структурных превращений (а) и
со структурными превращениями (б)
линейного расширения а также обычно берут средними в некотором диапазоне температур. Однако в ряде случаев приходится пользоваться дилатограммами — экспериментально полученными графиками изменения линейного размера образца от температуры (рис. 7.2). В металлах, не испытывающих структурных превращений, изменение длины образца происходит монотонно (рис. 7.2, а), поэтому используют не мгновенное значение а ~ = дгіді, а принимают а = &/Т = tg 0. В металлах со структурными превращениями, например в углеродистых и легированных сталях, график имеет сложный характер (рис. 7.2, б). При охлаждении металла от максимальной температуры нагрева до точки N — начала структурного превращения — происходит монотонное сокращение образца, а затем, несмотря на снижение температуры, его удлинение. После завершения структурного превращения (точка К) образец вновь начинает сокращаться. Положение точек начала Тп и конца Тк структурных превращений зависит от химического состава
металла и термического цикла охлаждения (скорости охлаждения). Чем выше скорость охлаждения, тем ниже Тп и Тк. От состава металла и скорости охлаждения зависит также деформация ес структурного превращения.
Механические свойства металла также зависят от температуры. Модули упругости Е и сдвига G снижаются с ростом температуры, в то время как коэффициент Пуассона р несколько возрастает
(рис. 7.3). Характер зависимости напряжения сг от деформации є при растяжении образца изменяется сложно при повышении температуры. Когда материал рассматривают как идеальный упругопластический (рис. 7.4), диаграмма может быть описана лишь двумя характеристиками — модулем упругости Е и пределом текучести от; ет = от/Е.
Таблица 7,1
Теплофизические свойства некоторых металлов
Материал
а — Ю®,
Т °С 1 ср’ для су, а
%
Вт/(м-К)
су,
МДж/(м3-К)
а, смг/с
Н и зкоуглеродистые
12—16;
500—600
38—42
4,9—5,2
0,075—0,09
и низколегированные
16,5—17*
стали
Аустенитные хро-
16—20
600
25—33
4,4—4,8
0,053—0,07
мо-никелевые стали
Алюминий
23—27
300
270
2,7
1,0
Технический титан
8,5
700
17
2,8
0,06
* Средний коэффициент линейного расширения а’ в диапазоне температур О—Г000 °С, при определении которого исключено сокращение металла вследствие структурного превращения.