Статические испытания на растяжение

Большинство технических характеристик прочности и пластичности определяются при проведении статического испытания на растяжение при комнатной температуре. Образец, закрепленный в захватах разрывной машины, деформируется при статической, плавно возрастающей нагрузке со скоростью 2–15 мм/мин. При испытании, как правило, автоматически записывается диаграмма растяжения, выражающая зависимость между нагрузками и деформацией (рис. 1.1). Небольшие деформации с очень большой точностью определяются тензометрами.

Рис. 1.1. Диаграммы растяжения: а – для большинства металлов в пластичном
состоянии с постепенным переходом из упругой в пластическую область;
б – для некоторых металлов в пластичном состоянии со скачкообразным
переходом в пластическую область; в – для хрупких металлов;
г – характерные участки и точки диаграммы растяжения

Чтобы исключить влияние размеров образцов, испытания на растяжение проводят на стандартных образцах с определенным соотношением между расчетной длиной l _о и площадью поперечного сечения F _о. Наиболее широко применяются образцы круглого сечения: длинные с l _o/ d _o = 10 или короткие с l _o/ d _o = 5 (где d _o - исходный диаметр образца).

Прочность – способность тела (металла) сопротивляться деформациям и разрушению.

При испытаниях на растяжение определяют:

– предел упругости s_уп = Р _уп/ F _o;

– предел пропорциональности s_пц = Р _пц/ F _o;

– физический предел текучести s_т = Р _т/ F _o;

– условный предел текучести s_0,2 = Р _0,2/ F _o (напряжение, вызывающее остаточную деформацию D l = 0,2% l _o). Определяется для металлов, не имеющих площадки текучести (участок сd; рис. 1, а);

– временное сопротивление (предел прочности) s_в = Р _в/ F _o;

– истинное сопротивление разрушению s_к = Р _к/ F _к (F _к - конечная площадь сечения образца).

Все характеристики прочности измеряются в МПа (кгс/мм²).

Пластичность – способность тела (металла) получать остаточное изменение формы и размеров при обработке металлов давлением. Металлы с повышенной пластичностью менее чувствительны к концентраторам напряжений и другим факторам охрупчивания, в них происходит вязкое разрушение путем среза, менее опасное, чем хрупкое разрушение путем отрыва.

Наиболее распространенными характеристиками пластичности являются: относительное удлинение d =(l _к– l _к/ l ₀)×100%, где l ₀ и l _к – начальная и конечная расчетные длины образца, и относительное сужение y =(F ₀– F _к/ F ₀)×100%, где F ₀ и F _к – начальное и конечное сечения образца (после разрыва).