Физико-химические и механические свойства материалов

ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Физические свойства ─ свойства, проявляющиеся в материалах, не связанные с изменением их химического состава.

К физическим свойствам материалов относится плотность, температура плавления, электропроводность, теплопроводность, магнитные свойства, коэффициент температурного расширения и др.

Плотностью называется отношение массы однородного материала к единице его объема. Это свойство важно при использовании материалов в авто-, авиа- и ракетной технике, где создаваемые конструкции должны быть легкими и прочными.

Плавкость — способность материала переходить из твердого состояния в жидкое (характеризуется температурой плавления - это такая температура, при которой материал переходит из твердого состояния в жидкое. Напр., чем ниже температура плавления металла, тем легче протекают процессы его плавления, сварки и тем они дешевле).

Электропроводностью называется способность материала хорошо и без потерь на выделение тепла проводить электрический ток. Хорошей электропроводностью обладают металлы и их сплавы, особенно медь и алюминий. Большинство неметаллических материалов не способны проводить электрический ток, что также является важным свойством, используемом в электроизоляционных материалах.

Теплопроводность — это способность материала переносить теплоту от более нагретых частей тел к менее нагретым. Хорошей теплопроводностью характеризуются металлические материалы.

Тепловое расширение (коэффициенты линейного и объемного расширения) характеризует способность материала расширяться при нагревании. При охлаждении происходит обратный процесс (исключение ─ вода). Это свойство важно учитывать при сварке, охлаждении узлов двигателя, строительстве мостов, прокладке железнодорожных и трамвайных путей и т.д.

Магнитность ─ способность металла намагничиваться и притягиваться магнитом (способностью хорошо намагничиваться обладают только железо, никель, кобальт и их сплавы).

Химические свойства характеризуют способность материалов вступать во взаимодействие с различными веществами, а также связаны со способностью материалов противостоять вредному действию этих веществ.

Способность металлов и сплавов сопротивляться действию различных агрессивных сред называется коррозионной стойкостью, а аналогичная способность неметаллических материалов — химической стойкостью.

Кислотостойкость - способность материалов противостоять действию кислот.

Окалиностойкость ─ сопротивление материала противостоять окислению при нагреве (жаростойкость).

Растворимость — способность материала образовывать с жидкостью однородную систему, имеющую во всей массе одинаковый химический состав и физические свойства.

Кристаллизация — свойство вещества (материала) образовывать кристаллы при переходе из одного физического состояния (жидкого) в другое (твердое). Выделение и поглощение тепла — свойство материала, проявляющееся при протекании химических реакций.

Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться действию внешних сил. К основным механическим свойствам относятся прочность, твердость, ударная вязкость, упругость, пластичность, хрупкость и др.

Прочность — это способность материала сопротивляться разрушающему воздействию внешних сил.

Твердость — это способность материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого тела под действием нагрузки.

Вязкостью (твердые материалы) называется свойство материала сопротивляться разрушению под действием динамических нагрузок. Для жидкостей вязкость связанна с плотностью.

Упругость — это свойство материалов восстанавливать свои размеры и форму после прекращения действия нагрузки.

Пластичностью называется способность материалов изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом.

Хрупкость — это свойство материалов разрушаться под действием внешних сил без остаточных деформаций.

Ударная вязкость ─ способность материала сопротивляться разрушению, поглощая энергию удара.

Ползучестью (или крипом) называется медленное нарастание пластической деформации

металла под действием постоянной нагрузки.

Усталость ─ процесс накопления повреждаемости в материалах под воздействием циклически изменяющихся напряжений, которые по своей величине не превышают предела упругости.

Истираемость ─ свойство материала уменьшайся в объеме и массе вследствие разрушения поверхностного слоя под действием истирающих усилий (обычно в условиях трения с применением абразива).

Жаропрочность ─ способность материалов работать длительное время при высоких температурах, не теряя своих свойств.