Вязкость является одним из важных показателей, необходимых для производства качественных, прочных металлов и сплавов. Она неразрывно связана с хрупкостью и также рассматривается как величина сопротивления хрупкому разрушению. В целом, по данному показателю удается определить то, как полученный сплав способен деформироваться под влиянием динамической нагрузки.
Хрупкое разрушение, о котором упоминалось выше, считается наиболее опасным из всех видов разрушения, т.к. его особенностью является мгновенное образование трещины, которая с большой скоростью увеличивается в длину, образуя «магистральную» трещину. Негативные последствия такого явления можно проследить на таком примере: если металл с высоким показателем хрупкого разрушения будет использован для трубопровода, то одна трещина на стенке за считанные секунды придет в движение и пройдёт вдоль нескольких труб канала, разрушив магистраль. Далее можете представить, какими последствиями всё грозит.
Уточнение по терминологии и методы определения вязкости
Ударная вязкость металлов — это показатель того, сколько нужно приложить кинетической энергии, чтобы разрушить образец с определенным поперечным сечением.
Испытания на ударную вязкость на производствах проводят в металлургических лабораториях. Берутся образцы одинаковых размеров и форм, обязательно создаются нейтральные условия (чтобы, к примеру, не помешало температурное влияние), после чего испытуемые заготовки подвергают различным нагрузкам, постепенно увеличивая их силу, и наблюдают за тем, как будет вести себя металл.
Также существует математический способ определения ударной вязкости, в котором для расчетов учтены всевозможные нюансы, начиная от:
- размеров проката;
- величины угла, под которым приложена сила;
- температуры окружающей среды и т.п.
Математическое определение является сложным, но многие показатели уже рассчитаны и внесены в стандарты, касающиеся общих свойств проката. Следовательно, можно посмотреть расчетный показатель для продукции определенной толщины при соответствующих условиях и сразу же определить класс прочности изделий.
Ударная вязкость в системе интернациональных единиц измеряется в кДж/м2, однако для практического использования больше подходят показатели, выраженные в Дж/см2.
От чего зависит вязкость металла?
В первую очередь влияние оказывает температура окружающей среды, ведь любые сплавы при ее повышении становятся податливее к ударам, давлению, не проявляя повышенной хрупкости. А вот при пониженных температурах у металлов ярче выражается такое свойство как хрупкость.
К другим факторам, влияющим на показатель, относят:
- микроструктуру металла (крупность зерна, наличие неметаллических включений и т.п.);
- концентраторы напряжений (трещины, газовые пузыри);
- внутреннее трение (обычная вязкость, характерная для жидкостей и жидких металлов, это явление показывает сопротивление перемещения частей относительно друг друга);
- остаточное напряжение после проведения технологических операций.
