Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
При более высоких значениях напряжения а начинается процесс последовательного термофлуктуационного разрыва
Рис, 4.8. Схема возникновения и развития «трещин серебра»: а — концентрация напряжений в районе микротрещины; б — локальная деформация материала и образование «трещины серебра»; в - рост «трещины серебра» и разрывы микротяжей
94
тяжей и увеличения размеров микротрещины (рис. 4.8, а). На поверхности образующихся створок микротрещины возникает семейство бороздок от разрушенных тяжей (7, 8J- Трещина разрушения развивается обычно вслед за «трещиной серебра*. При достижении трещиной критического размера наступает завершающаяся стадия — мгновенное лавинное разрушение с разделением материала на части.
Развитая на основе кинетической теории разрушения термофлуктационная теория прочности полимеров позволяет установить количественную связь между долговечностью т, напряжением а и температурой T1 получившую название уравнения Журкова ]38]:
T=T0 ехр
КГ
(4.36)
где T0 — предэкспоненциальныи множитель, имеющий размерность времени и характеризующий скорость тепловых колебаний атомов; U0 — энергия активации процесса разрушения, примерно соответствующая энергии активации разрыва связей при термодеструкции; у — коэффициент снижения энергии активации разрыва химических связей при действии приложенного напряжения.
4.2.3. Стандартные показатели механических свойств
Показанное влияние характера деформирования (условий нагружения — скорости, температуры, длительности и т. д.) на механизм разрушения полимеров приводит к тому, что по имеющимся показателям прочностных и деформационных свойств, установленных в определенных условиях нагружения, очень сложно прогнозировать поведение материала в других условиях.
Для сравнительной оценки различных материалов разработана система стандартных показателей механических свойств полимеров. При низких скоростях нагружения в стандартных условиях определяют кратковременный модуль упругости, твердость, коэффициент Пуассона, предел текучести, предел прочно-
95
сти при растяжении и относительное удлинение при разрыве. При высокоскоростных нагрузках определяют удельную ударную вязкость, температуру хрупкости. Стандарты ведущих стран на методы определения важнейших механических показателей полимерных материалов приведены в табл. 4.5 [48, Т. 1],
Кратковременным модулем упругости называют отношение напряжения при растяжении а к соответствующему относительному удлинению в пределах пропорциональности между напряжением и деформацией. Его определяют как начальный модуль E0 по углу наклона касательной, проведенной из начала координат к кривой о-є, полученной в стандартных условиях.
Модулем упругости при изгибе Ей называют отношение напряжения при изгибе к соответствующей деформации в пределах пропорциональности между напряжением и деформацией.
Твердость характеризует устойчивость материала к деформации внедрения других тел. При одинаковой принципиальной схеме многочисленные методы определения твердости пластмасс различаются по значениям нагрузки, глубины внедрения, времени приложения нагрузки и форме внедряемого индентора.
В России и в большинстве Европейских стран стандартизовано определение твердости по Бринеллю путем вдавливания стального шарика в материал. Твердость по Бринеллю (HB) выражается отношением приложенной нагрузки к площади сферической поверхности отпечатка. Испытания проводят шариком из закаленной стали с полированной поверхностью. Стандартные диаметры шариков — 2,5; 5; 10 мм. В режиме заданной нагрузки до 50 кгс [для материалов, имеющих твердость до 20 кгс/мм2) или до 250 кгс (для более твердых материалов) производится выдержка в течение 60 с. После снятия нагрузки измеряется диаметр отпечатка с помощью микроскопа и вычисляется твердость HB по формуле
нв р -г 2Р +к
*Dh nD[D-W^) ' (4-37)
где P — усилие, прикладываемое к шарику; D — диаметр шарика; d — диаметр отпечатка; h—глубина отпечатка; К — температурная поправка.
96
Таблица 4.5
Стандарты на методы определения важнейших механических показателей полимерных материалов
Показатель ТОСТ (России) ASTM (США) DIN (Германия)
прочность и деформируемость при
растяжении для материалов
листовых и формовочных 11262-68 0638, D882 53455
пленочных 14236-69 D1923 -
Прочность и деформируемость
при сжатии 4651-68 D695, D1621 53454
при изгибе 4648-71 D790 53452
при срезе 17302-71 D732 —
Модуль упругости
при растяжении, сжатии или изгибе 9550-71 D638. D747, D790 53455
при сдвиге
(динамический, статический) - D2236 -
Твердость по Бринеллю
при заданной нагрузке 4670-77 - 53456
при заданной глубине 13323-77 — -
Твердость по Роквеллу - D785 -
Твердость по Шору - D224Q -
Ударная вязкость
по Шарп и 4647-80 D256 53453
по Динстату 14235-69 - 53453
по Шору -— 0256 -
при растяжении - D1822 53448
при ударе падающим шариком
{для пленок и листов) - DT 709 -
Теплостойкость
по Мартен су 15089-69 - 53458
по Вика 15065-69, 15088-69 D1525 53460
no ASTM 12021-66 0648 53461
Температура хрупкости при изгибе 16782-71, 16783-71 D746 -