В машиностроительной практике используются самые разнообразные конструкционные материалы: чугун, сталь, цветные металлы и их сплавы, пластмассы, а также инструментальные материалы. Все эти материалы обладают определёнными физическими, химическими, механическими и технологическими свойствами. Учитывая эти свойства, конструктор выбирает отвечающую условиям работы детали марку материала, а технолог — способ получения заготовки и режим механической обработки читайте здесь.
Важнейшими физическими свойствами металлов являются удельный вес, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, электрическая и магнитная проводимость. Помимо этого, нередко приходится учитывать способность одного металла образовывать гальваническую пару с другим.
Из химических свойств особое значение имеет способность металла сопротивляться коррозии как на воздухе, так и в различных газовых и жидких средах.
К механическим свойствам относятся прочность, твёрдость, пластичность, ударная вязкость, усталостная прочность и износостойкость.
Технологические свойства определяют способность материалов подвергаться различным способам формообразования: отливке, обработке давлением и механической обработке.
Не останавливаясь на физических и химических свойствах машиностроительных материалов, дадим лишь характеристику их механических и технологических свойств, так как именно они определяют выбор методов получения заготовок, режимов механической обработки, конструкцию и геометрию режущих инструментов.
Прочность и пластичность металлов при растяжении. Для выбора режимов резания и геометрии режущих инструментов при обработке сталей решающее значение имеют прочность и пластичность при растяжении, а при обработке чугунов — твёрдость.
Прочность — способность металла сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Различают прочность при растяжении, сжатии, изгибе, срезе и кручении.
Пластичность — способность металла под действием нагрузки принимать новую форму, не разрушаясь, и сохранять эту форму после снятия нагрузки.
Прочность и пластичность металла при растяжении характеризуются соответственно пределом прочности и относительным удлинением и сужением испытуемого образца.
Для определения этих характеристик из металла изготовляют стандартный образец круглого или прямоугольного сечения, который подвергают растяжению на испытательной машине.
Определение прочности и пластичности производят по диаграмме деформации, записываемой самой испытательной машиной. На рисунке показаны диаграмма и схема цилиндрического образца, утолщенные концы которого помещены в зажимах разрывной машины. С увеличением нагрузки образец растягивается, а перед разрывом в его средней части образуется шейка.