На каждый день | Прочность материалов

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура сильно влияет на все механические свойства материалов. Как правило, повышение температуры приводит к уменьшению прочности и повышению пластичности. Значительное изменение температуры может коренным образом изменить свойства материала: пластичный становится хрупким (при низкой температуре), а хрупкий - пластичным (при высокой температуре), изменяются прочность и деформативные свойства. При этом некоторые изменения приобретают необратимый характер (не восстанавливаются первоначальные свойства после возвращения к обычной температуре). Это связано с тем, что при изменении температуры часто происходят сложные физико-химические процессы.

Большое влияние на механические свойства деформированных строительных металлов (например, холоднотянутая проволока) оказывают возникающие в них при высоких температурах процессы разупрочнения - «отдых» (возврат) и рекристаллизация. «Отдых» связан с частичным снятием искажений кристаллической решетки вследствие деформации в холодном состоянии. Он проявляется в том, что свойства деформированного металла приближаются к первоначальным. Рекристаллизация представляет собой появление в холоднодеформированном металле вновь зародившихся кристаллов, отличающихся от старых отсутствием упрочнения. Рекристаллизация у углеродистой стали протекает при температуре выше 400° С, «отдых» - при температуре выше 200° С. В результате этих процессов происходит снижение прочности наклепанной стали.

При повышении температуры у углеродистой стали уменьшаются модуль упругости и предел текучести, временное сопротивление вначале несколько повышается, а затем резко падает. В интервале 200-300° отмечается наибольшее увеличение σ_в и уменьшение δ, сталь становится хрупкой (синеломкость); при дальнейшем повышении температуры происходит повышение пластичности. Ударная вязкость вначале возрастает (в интервале 100-400°), а затем уменьшается (см. СТАЛИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ ). Кроме того, начинают заметно проявляться новые свойства - ползучесть и релаксация (см. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ НАГРУЖЕНИЯ), которые при комнатной температуре не наблюдаются или проявляются лишь при высоком уровне напряжений.

При низких температурах у металлов, как правило, наблюдается повышение прочности и снижение пластичности, ударная вязкость уменьшается. Увеличивается опасность разрушения конструкций, особенно в зоне концентрации напряжений. При весьма низких температурах наблюдается переход конструкционных сталей из вязкого в хрупкое состояние.

Прочность бетона при повышении температуры также уменьшается, что становится заметным уже в интервале 200-300°. Нагрев до 400° С уменьшает прочность примерно в 2 раза, а до 500° С - почти в 3 раза. Первоначальная прочность бетона после нагрева свыше 200° С уже не восстанавливается при охлаждении. Нагрев вызывает также увеличение деформативности бетона. Модуль упругости уменьшается. При температуре 550° С модуль упругости при сжатии уменьшается почти в 17 раз.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях