Испытание на растяжение (ГОСТ 1497)

 

Для этого вида испытания изготавливаются стандартные образцы (круглого и прямоугольного сечения).

 

Рисунок 1. Образцы для испытаний на растяжение:

l – расчетная длина, мм; d₀ – диаметр, начальный, мм.

 

При испытании образец растягивается на специальной машине до момента его разрыва. При этом вычерчивается диаграмма растяжения образца (P- нагрузка; Δl – абсолютное удлинение образца) (рис. 2).

На диаграмме отмечаются характерные участки и точки.

 

Рисунок 2. Диаграмма растяжения образца

 

Прочностные характеристики:

На участке (О–А) удлинение  образца увеличивается прямопропорционально нагрузке Р. В точке А (Р_пц) предел пропорциональности:

 

 [МПа] (Н/мм²).

 

F₀ – начальная площадь поперечного сечения образца, мм².

Предел упругости  (определяется в точке В) называют такое напряжение, при котором остаточное удлинение получается равным 0,05% первоначальной расчетной длины образца:

 

 (МПа).

Выше точки В (Р_уп) кривая диаграммы переходит плавно в горизонтальный участок, при этом образец удлиняется без увеличения нагрузки (металл течет).

Пределом текучести s_Т (s_0,2) называют наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки: (определяется в т. С):

 

 (МПа).

 

s_Т – физический предел текучести;

условный предел текучести – напряжение, при котором остаточное удлинение образца равно 0,2% расчетной длины.

За площадкой текучести нагрузка снова растет до некоторой мах величины Рв, после которой на образце начинается местное сужение (образование шейки).

Пределом прочности (временное сопротивление) называют напряжение, соответствующее мах нагрузке Р_В предшествующей разрушению образца:

 

 (МПа).

 

Разрыв образца происходит в точке Е (Р_к). Истинное сопротивление разрыву:

 

 (МПа).

Характеристики пластичности:

Относительное удлинение - отношение приращения длины образца после разрыва к его расчетной длине (%):

 

 

Относительное сужение  - отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрыва к начальной площади поперечного сечения (%):

 

 

F₀ – начальная площадь поперечного сечения образца;

F_k – конечная площадь поперечного сечения образца.

Модуль упругости.

Тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости материала E =  /  ( – относительная деформация). Модуль упругости E определяет жесткость материала, интенсивность увеличения напряжения по мере упругой деформации.

Физический смысл модуля упругости сводится к тому, что он характеризует сопротивляемость металла упругой деформации, то есть смещению атомов из положения равновесия в решетке.

Модуль упругости лишь весьма незначительно зависит от структуры металла и определяется силами межатомной связи. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными и изменяются в зависимости от структуры (обработки) в широких приделах.