2018-03-09
202
Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Пластичность – способность материала к пластической деформации, т.е. к получению остаточного изменения формы и размеров без разрушения. Упругость – свойство материала восстанавливать свои размеры и форму после прекращения действия нагрузки.Прочность, пластичность и упругость материала определяют при статических испытаниях на растяжение.
| σ |
| σ т |
| P |
| P |
| d 0 |
| l 0 |
| ε |
| σв |
| σу |
Испытания производятся на цилиндрических (или плоских) образцах с определенным соотношением между длиной l 0 и диаметром d 0. Образец растягивается под действием приложенной силы P (рис. 3.1.) до разрушения. Внешняя нагрузка вызывает в образце напряжение и деформацию. Напряжение σ – это отношение силы P к площади поперечного сечения F, МПа: Деформация характеризует изменение размеров образца под действием нагрузки, %
= 
100, где l – длина растянутого образца. Деформация может быть упругой (исчезающей после снятия нагрузки) и пластической (остающейся после снятия нагрузки).При испытаниях строится диаграмма растяжения, представляющая собой зависимость напряжения от деформации (рис.3.1.).
После проведения испытаний определяются следующие характеристики механических свойств:Предел упругости σУ – это максимальное напряжение, при котором в образце не возникают пластические деформации.Предел текучести σТ – это напряжение, соответствующее площадке текучести на диаграмме растяжения (рис. 3.1, б). Если на диаграмме нет площадки текучести (что наблюдается для хрупких материалов), то определяют условный предел текучести σ0,2 – напряжение, вызывающее пластическую деформацию, равную 0,2%.Предел прочности (или временное сопротивление) σВ – это напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец при испытании.Относительное удлинение после разрыва 
– отношение приращения длины образца при растяжении к начальной длине l0, %: Относительным сужением после разрыва 
называется уменьшение площади поперечного сечения образца, отнесенное к начальному сечению образца, %:
Относительное удлинение и относительное сужение являются характеристиками пластичности. Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него стандартного тела (индентора).Твердость материала испытывается при статическом характере вдавливания в него шарика, конуса или пирамиды. Наиболее широкое применение нашли методы определения твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу (рис. 3.2.). Твердость по Бринеллю (НВ) определяется вдавливанием в испытываемую поверхность под нагрузкой Р стального шарика диаметром ДПосле снятия нагрузки на поверхности образцаостается отпечаток (лунка). Твердость определяется по формуле НВ = 
, Па, где F – площадь поверхности отпечатка.
Практически величину твердости определяют не по формуле, а по прилагаемой к прибору таблице в зависимости от диаметра отпечатка.
Между твердостью по Бринеллю и пределом прочности металла существует приближенная зависимость:σВ = k * НВ, МПаДля стали σВ = (0,34…0,35) НВ.
Твердость по Роквеллу определяют по глубине отпечатка. Метод основан по вдавливании в испытуемый образец закаленного стального шарика диаметром 1,588 мм (шкала В) или алмазного конуса с углом при вершине 120о (шкалы А и С). Вдавливание производится под действием двух нагрузок – предварительной Р 0, равной 100 Н и окончательной Р, равной 600, 1000, 1500 Н для шкал А, В и С, соответственно. Число твердости по Роквеллу HRA, HRB и HRC определяется по разности глубин вдавливания в условных единицах, обратно пропорциональных глубине проникновения индентора.Твердость по Виккерсу определяют вдавливанием в испытываемую поверхность (шлифованную или даже полированную) четырехгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 136о. Метод используют для определения твердости деталей малой толщины и тонких поверхностных слоев, имеющих высокую твердость. Число твердости по Виккерсу HV определяется отношением приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка.Практически величину твердости определяют не по формуле, а по прилагаемым к прибору таблицам по измеренной величине d (диагональ отпечатка).
