Николаев О.С.

Прочностные свойства конденсированного состояния металлов

Oglavlenie

Predislovie

Nastoyaschaya rabota ne mogla bit' napisana bez obshirnogo spravochnogo materiala. Tak kak opisivalis' prochnostnie svojstva metallov v tverdom i zhidkom sostoyaniyakh, to sootvetstvenno neobkhodimi bili spravochnie materiali po dvum etim fazovim sostoyaniyam.

Naibolee polno osnovnie teplofizicheskie svojstva metallov privedeni v rabote V.E.Zinov'eva. V nej opisani 73 metalla, a znacheniya parametrov privedeni v intervale ot 100 grad. K do temperatur plavleniya, a v nekotorikh sluchayakh i vishe. Nazvanij spravochnik daёt svedeniya o teplofizicheskikh parametrakh metallov izvestnikh do 1989 goda.

Novij spravochnik po fizicheskim svojstvam elementov pod obschej redaktsiej prof., dokt., tekhn., nauk M.E.Dritsa daet esche bolee obshirnuyu informatsiyu pochti o vsekh elementakh periodicheskoj tablitsi D.I.Mendeleeva. On soobschaet svedeniya o svojstvakh elementov sobrannikh do 1997 goda.

Oba izdaniya unikal'ni po soderzhaniyu i dayut bol'shoj ob'ёm informatsii ob elementakh. Avtor nastoyaschej raboti pol'zovalsya informatsiej iz etikh spravochnikov i, khotya ona ne vsegda bila ravnoznachnoj, vo vsekh sluchayakh ee tsennost' ostavalas' visokoj.

Pomimo etogo bila ispol'zovana informatsiya i iz drugikh izdanij.

Razrabativaemie novie metodi opredeleniya mekhanicheskoj prochnosti chistikh metallov mogli bit' priznani v dal'nejshem lish' v tom sluchae, esli poluchaemie rezul'tati pri sootvetstvuyuschikh usloviyakh opisivali eksperimental'nie dannie perechislennikh spravochnikh izdanij. Sravnenie raschetnikh i eksperimental'nikh dannikh sostavlyayut glavnuyu dokazatel'nuyu osnovu nastoyaschej raboti. Pri etom neobkhodimo pomnit', chto dannie privodimie v spravochnikh izdaniyakh sootvetstvuyut fizicheskim elementam chasche vsego "tekhnicheskoj" chistoti.

Ispol'zuya teplovie parametri metallov (plotnosti, udel'nie teploёmkosti, koeffitsienti ob'emnogo ili linejnogo rasshireniya, teploti nagreva 1 kg. metalla ot 0 grad. K do temperaturi plavleniya) rassmatrivayutsya metodi rascheta mekhanicheskikh parametrov (prochnosti, ob'ёmnikh modulej na szhatie ili rastyazhenie). Pri etom ispol'zuyutsya svojstva metallov, sostoyaschikh v osnovnom iz nejtral'nikh atomov v nazvannom vishe intervale temperatur. Osnovu raboti sostavlyayut chetire uravneniya. Zakon Guka dlya linejnikh i ob'ёmnikh deformatsij. Pervij zakon termodinamiki i uravnenie dlya opredeleniya perioda koleblyuschikhsya tel v vide:

T=8A/v_max

Ispol'zovanie etikh uravnenij privelo k tomu, chto poluchaemie znacheniya prochnostej metallov v tverdom sostoyanii okazalis' v khoroshem soglasii s eksperimental'nimi dannimi. Rabota sostoit iz pyati glav i prilozheniya.

V pervoj glave opisivayutsya priblizhennie metodi opredeleniya radiusov atomov metallov, plotnosti metallov pri temperature kipeniya, kriticheskikh parametrov metallov, koeffitsientov poverkhnostnogo natyazheniya metallov pri temperature kipeniya, teplot ispareniya metallov dlya temperatur plavleniya i kipeniya. Eti metodi pozvolyayut vospolnit' znacheniya tekh parametrov metallov, kotorie neobkhodimi dlya proizvodstva vichislenij mekhanicheskikh kharakteristik, no otsutstvuyut v privodimoj spravochnoj literature.

Vo vtoroj glave opredelyaetsya svyaz' modulej ob'emnogo szhatiya K_vc i rastyazheniya K_vp s teplovimi parametrami. Vichislyayutsya maksimal'nie teplovie otnositel'nie deformatsii epsilon_nu i epsilon_e. Opredelyaetsya szhimaemost' metallov po teplovim parametram.

V tret'ej glave rassmatrivayutsya metodi opredeleniya mekhanicheskoj prochnosti tverdikh metallov. Sredi nikh teplovoj, deformatsionnij, teplomekhanicheskij, opredelyaetsya prochnost' metallov pri vsestoronnem szhatii. V glave chetvertoj opisivayutsya prochnostnie svojstva zhidkikh metallov. Opisivayutsya sposobi opredeleniya prochnosti zhidkikh metallov na linejnoe rastyazhenie i vsestoronnee szhatie. Opredelyaetsya udel'naya prochnost'.

V glave pyatoj sdelan kratkij analiz rezul'tatov poluchennikh v rabote.

V kontse raboti predstavlen spisok ispol'zovannoj literaturi i prilozhenie.

Prilozhenie sostoit iz spravochnogo materiala (prilozheniya 1 i 4) i materiala, v kotorom bolee podrobno rassmatrivayutsya nekotorie voprosi, kasayuschiesya temi raboti (prilozheniya 2, 3 i 5).

Prilozhenie 1 sostoit iz dlinnoperiodicheskoj tablitsi khimicheskikh elementov D.I.Mendeleeva. Ona udobna vo vsekh sluchayakh, kogda neobkhodimo opredelit' fizicheskie parametri metalla po izvestnim parametram ego analogov.

V prilozhenii 4 privedeni raschetnie znacheniya fizicheskikh parametrov metallov, poluchennie pri vipolnenii raschetov v dannoj rabote ili v prediduschikh.

V prilozhenii 2 vivoditsya formula zavisimosti perioda kolebanij mayatnika ot amplitudi i maksimal'noj skorosti dvizheniya pri prokhozhdenii tochki ravnovesiya. V prilozhenii 3 predlagaetsya prostoj sposob otsenki predel'noj teoreticheskoj prochnosti zhidkikh metallov. V prilozhenii 5 priveden sposob opredeleniya udel'noj teploёmkosti metalla pri temperature kipeniya. Prilozhenie 6 sostoit iz tablits raschetnikh znachenij fizicheskikh parametrov siborgiya i khassiya.

About the author

Nikolaev Oleg Semenovich

Fizik, okonchil Khar'kovskij gosuniversitet. Prepodaval fiziku v srednej shkole, na podgotovitel'nikh kursakh i v universitete imeni V. Dalya. Dlitel'noe vremya rabotal v dolzhnosti starshego nauchnogo sotrudnika NII upravlyayuschikh vichislitel'nikh mashin. Zanimalsya issledovaniyami fizicheskikh svojstv i rezhimami primeneniya novikh poluprovodnikovikh priborov i integral'nikh skhem v izdeliyakh vichislitel'noj tekhniki. Neskol'ko let prorabotal nachal'nikom laboratorii fiziko-khimicheskikh issledovanij v NPK «TEMP». Organizoval izmereniya elektricheskikh parametrov i issledovanie optimal'nikh rezhimov polyarizatsii p'ezokeramicheskikh elementov razlichnikh tipov. Yavlyaetsya avtorom okolo 30 pechatnikh rabot, sredi nikh 13 monografij, v tom chisle po fizike prochnosti chistikh metallov.