Предел прочности

Предел прочности - механическое напряжение, при превышении которого материал необратимо разрушается. Оценивается предел прочности путем нагрузки на образец материала в течение краткого промежутка времени до момента разрушения, фиксируя конкретное значение предела прочности для данного материала.
Часто в научных материалах предел прочности еще называют "условно-мгновенным пределом прочности" и "хрупко-кратковременным пределом прочности", поскольку от начала нагрузки до разрушения материала проходит практически "одно мгновение" - секунды и даже доли секунд.
Именно углеродные материалы (графит) наделены таким свойством, как высокий предел прочности, не считая остальных преимуществ - высокая термостойкость, отличные теплоизоляционные свойства, коррозионная стойкость. Прочностные свойства углерода изменяются с повышением температуры. Для большинства искусственных углеродов предел прочности при растяжении с повышением температуры возрастает в 1,5-2,5 раза, достигая максимума при 2400-2800°С; предел прочности при сжатии увеличивается в 1,3-1,6 раза в интервале 2200-2300°С; модули упругости и сдвига возрастают в 1,3-1,6 раза в интервале 1600-2200°С. С повышением температуры до 3000°С и выше предел прочности резко снижается и при 3200 °С приближается к свойствам при 20°С. В интервале между 20 и 2000°С углерод уже хрупкий. В диапазоне 2200-2600°С наблюдается большая остаточная деформация, достигающая 0,35-1,5% в зависимости от вида углерода. Наиболее высокие прочностные свойства имеет рекристаллизованный углерод.
Высокий предел прочности углерода широко давно наше широкое применение при производстве других материалов. Как известно, сталь - сплав плав железа с углеродом (и другими элементами). С увеличением в стали углерода возрастает твёрдость, предел прочности и текучести, и уменьшаются относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость.
Особенный интерес с точки зрения предела прочности представляют композиционные материалы с углеродными матрицами и укрепителем в виде углеродного волокна. Их еще называют углекомпозитами. Углекомпозитный материал имеет небольшую плотность - всего 1,3-2,1 т/м3. А механические свойства углекомпозитов в большей степени зависят от схемы их армирования. Прочность углекомпозитов, таким образом, может меняться от 100 до 1000 мПа.
Читайте также в материалах сайта о пределах прочности материалов: "Использование углеродных волокон в огнеупорных материалах":
Изучено введение волокон в огнеупорные массы углеродосодержащих изделий марки ВГПУ производства ОАО «Первоуральский динасовый завод» и корундошпинельного низкоцементного бетона CAST KU 710140 производства ООО «Кералит». При исследовании установлено:
- предел прочности при сжатии формованных образцов, содержащих контрольные и исследуемые волокна, остается аналогичным этому показателю образцов без волокон;
- предел прочности при сжатии виброзаливного бетона при введении оптимального количества исследуемых волокон повышается на 5-10 МПа при всех температурах термообработки;
- оптимальной концентрацией волокон в составе огнеупорных формованных и неформованных шихт является 0,05 мас. %;
- исследуемые графитовые волокна в отличие от контрольных полипропиленовых волокон остаются в изделии после термообработки при 1600 °С в окислительной среде;
- оптимизацию параметров (концентрация волокон, их размер, способы введения и др.) необходимо опробовать путем выпуска опытной промышленной партии и испытания их в службе.
29.06.2013

29.06.2013, 1323 просмотра.