Механические свойства материалов

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению при действии нагрузок или других факторов. Прочность материала характеризуется пределом прочности.

Пределом прочности называется напряжение, соответствующее нагрузке, вызвавшей разрушение образца материала. Предел прочно­сти определяют нагружением испытуемых образцов материала до их разрушения на прессах или разрывных машинах. Хрупкие материалы испытывают главным образом на сжатие, пластические — на растя­жение. На сжатие обычно испытывают кубики или цилиндры с раз­мерами сторон от 2 до 30 см, на растяжение — образцы в виде стержней или стержней с утоненной средней частью (например, металлы). Пре­дел прочности при сжатии колеблется от 0,2 кН/см² для наиболее сла­бых строительных материалов до 100 кН/см² и выше для высокосорт­ной стали.

Многие строительные материалы характеризуются в технических условиях так называемыми марками, совпадающими по величине с пре­делом прочности (при сжатии). Например, тяжелый бетон бывает марок (М) 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; кирпич — 50, 75, 100, 125, 150 и т. д.

Твердость — способность материала сопротивляться проникнове­нию в него другого, более твердого тела. Твердость материала не всегда соответствует его прочности. Материалы с разными пределами проч­ности могут обладать одинаковой твердостью.

Применяются различные способы определения твердости матери­алов. Например, твердость однородных каменных материалов опреде­ляют по специальной шкале твердости, включающей десять минера­лов, расположенных по степени возрастания их твердости, путем про­черчивания по испытываемому материалу минералами шкалы.

Твердость металлов, бетона и древесины определяют путем вдавли­вания в них (определенной нагрузкой) стального шарика. По глубине вдавливания или диаметру отпечатка и устанавливают твердость ма­териала. Кроме того, твердость материала определяют сверлением и другими способами.

Истираемость — способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий. Истираемость материалов испытывают в лабораторных условиях на специальных машинах.

Упругость — свойство материала изменять свою форму под дей­ствием нагрузки и восстанавливать ее после снятия нагрузки. Восста­новление первоначальной формы может быть полным и частичным. При неполном восстановлении формы в материале будут иметься так называемые остаточные деформации. Пределом упругости считают на­пряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают не­которой малой величины, устанавливаемой в технических условиях на данный материал.

Пластичность — способность материала изменять свою форму под действием нагрузки и сохранять ее после снятия нагрузки без образо­вания трещин. Пластические свойства материалов широко используют в технологии материалов (ковка, прокатка, штамповка). К пластиче­ским материалам относят мягкую сталь, свинец, нагретый битум.

Хрупкость — свойство материала разрушаться под действием на­грузки без предварительных деформаций. К хрупким материалам от­носят чугун, бетон, кирпич. Они легко разрушаются при ударах и не выдерживают высоких местных напряжений, давая трещины. Поэтому их не применяют для строительных конструкций, которые могут быть подвержены растягивающим и изгибающим усилиям.