Условия работы и связанные с ними требования к изделиям из проволоки разнообразны.Например, в канале проволока не должна разрушаться под влиянием знапопеременных нагрузок и износа; она должна быть достаточно пружинной, чтобы выдерживать приложенные нагрузки без изменения размеров, а также необходима стабильная работа проволоки при высоких температурах.Часто для про-
волоки требуется высокая коррозионная стойкость, электропроводность и способность воспринимать сложное напряжённое состояние. В ряде случаев проволока должна иметь целый комплекс различных свойств.Качество готовой проволоки определяется свойствами исходного материала, а также изменениями её свойств в процессе волочения. Основные свойства металлов принято делить на физические, химические и механические.
Физические свойства
К физическим свойствам металлов относятся блеск, цвет, сплошность, температура плавления, электропроводность, теплопроводность, тепловое расширение, магнитные свойства.Рассмотрим некоторые из них.
Температура плавления — это температура, при которой металл переходит из твердого состояниявжидкое. В зависимости от температуры плавления металлы подразделяютна легкоплавкие и тугоплавкие.
Теплопроводность — это способность металла проводить тепло. Металлы имеют способность проводить тепло и высокую теплопроводность. Чем она больше, тем равномернее распределяется температура по объёму металла и тем быстрее металл нагревается.
Теплоёмкость — количество тепла, необходимое для нагревания тела на один градус. Если этотепло отнести к грамму вещества, то получим значение искомой теплоёмкости. Для нагревания или охлаждения металла, имеющего большую теплопроводность, необходимо затрать или отобрать бо1льшее количество тепла, чем для металла имеющего меньшую теплопроводность. Все металлы за исключением цветных, имеют относительно невысокую теплоёмкость.
Тепловое расширение. При повышении температуры большинство тел расширяется. Количественное расширение твёрдых тел характеризуется коэффициентами температурного расширения. Различают температурный коэффициент линейного расширения и температурный коэффициент объёмного расширения. Для металлов и сплавов, основное значениеимеет температурный коэффициентлинейного расширения α, который показывает накакую частьувеличивается каждая единица длины тела при его нагревании на 1°С.Например для железа при температуре 20°С α = 0,000012.
Електропроводность металла — способность проводитьэлектрический ток -величина,обратная электросопротивлению. На практике чаще пользуются электросопротивлением. Электросопротивление рассчитывается для проводника сечернием один квадратный мм и длиной в один метр. Для металла нагревателей электросопротивление есть одним из основных свойств.
Магнитные свойства
Под магнитными свойствами металлов подразумевается их способность намагничиваться и притягиваться магнитом. Это необходимо учитывать для проволоки, применяемой в электромашиностроениии приборостроении. Сталь с никелеми кобальт притягиваются магнитом насмагничиваются в разной степени.
Наиболее важными из магнитных свойств является – магнитное насыщение и коэрцитивная сила. Первая из них характеризует способность металла намагничиваться, а вторая – способность оставаться в намагниченном состоянии.
Химические свойства
Под химическими свойств металлов понимают их способность к их химическим взаимодействиям с другими веществами, то есть способность образовывать оксиды, соли и другие химические соединения. Кроме того, большое значение имеют электрохимические процессы. Металлы в процессе работы взаимодействуют с воздухом, влагой, паром кислотами и др. В результате химических или электохимических процессовпод влиянием окружающей среды происходит разрушение металлов (коррозия), что приносит значительный ущерб.
При химической коррозии разрушение металлов происходит под воздействием сухих газов или жидкостей, которые на проводят электрический ток (инертные газы, бензин). Электрохимическая коррозия происходит при взаимодействии металла с жидкостями, которые проводят электрический ток (вода, растворы кислот, щелочей и др). Наиболее стойкими против коррозии являются чистые металлы.
Механические свойства
Основными механическими свойствами металлов и сплавов является упругость, пластичность, прочность, твёрдость, ударная вязкость, временное сопротивление и удлинение. Для определения механических свойств металлов проводят специальные испытания.
Основной характеристикой металлов как конструкционного материала является способность выдерживать напряжения без разрушения или недопустимых изменений размеров. Одни металлыхорошо сопротивляются действию сжимающих напряжений, но плохо выдерживают растягивающие напряжения, другие хорошо воспринимают действие сжимающих напряжений, но плохо выдерживают растягивающие усилия, а другие – хорошо воспринимают плавное нагружение, но разрушаются при незначительных, мгновенно приложенных нагрузках.
Влияние нагрузок приводит к деформации металла, то-есть к изменению его формы и размеров. После прекращения действия сравнительно небольших нагрузок металл часто возвращается к первоначальным форме и размерам, что называют упругостью. Упругость – свойства материала к восстановлению после завершения деформации первоначальной формы и размеров.При значительных усилиях форма и размеры материалов изменяются. Такую деформацию называют пластической. Пластичность — способность материала деформироваться, то есть под действием приложенных усилий изменять без разрушения начальную форму и размеры
Упругость и пластичность определяют эксплуатационные свойства металла и его способность к обработке. Неспособность металлов к пластичному деформированию приобычных температурах называют хрупкостью. Под действием нагрузки на некоторые стали и чугуны онимгновенно разрушаются
Изделия из металла или другого материала должны обладать комплексом определённых механических свойств (прочностью, пластичностью, упругостью, и др.) которые обусловлены служебными характеристиками.
Испытания на растяжение – важный вид механических испытаний, потому, что по его результатам можно судить о прочности, упругости и пластичности металла.
а) б)
Рис.18 – Схема волочения трубы на длинной оправке (а) и раздачи трубы (б)
1 - оправка; 2 - труба; 3 - оправка