НАУКА О ПРОЧНОСТИ

МЕТАЛЛ ПОЛЗЕТ

Акие свойства металлов, как пластичность, упругость, прочность, значительно изменяются с изменением тем­пературы, давления и других условий работы. На прак­тике детали многих машин и сооружений работают под воздействием высокой температуры. В таких условиях ме­таллы приобретают отрицательное свойство — постепенно деформироваться под воздействием даже сравнительно небольшой нагрузки.

Текучесть холодного металла наступает только при сравнительно высоких напряжениях. А текучесть нагре­того металла происходит под действием постоянной на­грузки даже при напряжениях, далеко не достигающих предела текучести. Металл как бы «ползёт». Поэтому яв­ление постепенного нарастания деформации нагретого ме­талла без увеличения нагрузки называют ползучестью. Ползучесть — это пластическая деформация, своего рода медленная текучесть.

Некоторые* металлы, например латунь, алюминий, «ползут» даже при комнатвой температуре, хотя и очень медленно. Сталь более устойчива: её ползучесть заметна только при температурах, превышающих 300—350°.

Чем больше напряжение в металле и чем - выше темпе­ратура, тем быстрее «ползёт» металл, тем быстрее нара­стает деформация ползучести. Правда, по сравнению с привычными для нас скоростями, быстрота ползучести кажется ничтожной. Например, метровый стержень из углеродистой стали, растягиваемый при напряжении 100 кг/см2 при температуре 540°, удлинится ва целый год всего лишь на 15 мм.

Кажется, небольшая скорость —15 миллиметров в год. Но для деталей, которые должны служить годы, та-

Кое удлинение недопустимо. Кроме того, достаточно по­высить температуру до 600°, как скорость ползучести на­шего стержня возрастёт более чем в 10 раз.

Ясно, что такой материал непригоден для работы при высокой температуре.

Чтобы избежать поломки деталей, работающих при высоких температурах, металлурги создали специаль­ные сорта сгали, отличающиеся низкими скоростями пол­зучести.

Благодаря обширным исследованиям, проведённым учёными, накоплены достаточно полные сведений о тол, как ведут себя с точки зрения ползучести различные ма­териалы при разных температурах и напряжениях. Эти данные позволяют конструктору установить величину на­пряжений, которые могут быть допущены в детали.

Ползучесть металла может вызвать не только рост де­формации деталей со временем, но и ослабление затяжки болтов, плотности посадок колёс и дисков на валах и т. д.

Явление ползучести — один из многих примеров того, как изменчивы и многообразны свойства материалов, ши­роко применяемых в технике. Глубокое изучение этих свойств — одна из важнейших задач учёных, работающих в области науки о прочности.