Адрес этой страницы' ?>

Испытания металлов на растяжение.

Прочностью называется способность сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. О прочности судят по характеристикам механических свойств, получаемых при механических испытаниях.

Основными характеристиками являются:

σ_в —предел прочности в н/м² (кГ/мм²);

δ —относительное удлинение в %;

ψ —относительное сужение в %;

δ и ψ характеризуют пластичность металла.

Кроме перечисленных характеристик, при испытании на растяжение получают :

σ_е —предел упругости в н/м² (кГ/мм²);

σ_р — предел пропорциональности в н/м² (кГ/мм²);

σ_т —предел текучести в н/м² (кГ/мм²).

Для испытания на растяжение применяют разрывные машины. Наиболее распространенными машинами являются: универсально-рычажные маятниковые машины Р-5, прессы Гагарина, машины ИМ-4Р (конструкция ЦНИИТМАШ), гидравлические прессы.

Рис. 13. Разрывная машина типа ИМ-4Р:

а — общий вид;

б — схема машины: 1 и 2 — зажимы машины; 3 — винт нагружающего механизма; 4 — рычаг; 5 — маятник; 6 — электродвигатель; 7 — стрелка; 8 — шкала; 9 — перо для записи диаграммы растяжения; 10 — диаграммный бараки; 11 — зубчатая пара

Все разрывные машины имеют механизмы для нагружения испытуемого образца, механизмы для измерения нагрузок, приложенных к образцам, и самозаписывающие приборы, вычерчивающие диаграммы растяжения (рис. 13).

Рис. 14. Стандартные образцы для испытания на растяжение металлов

Для испытания на растяжение из испытуемого материала изготовляют образец (рис. 14). Форма и размеры образцов стандартизованы.

Рис. 15. Диаграмма деформации при испытании материалов на растяжение

На рис. 15 приведена диаграмма, показывающая поведение малоуглеродистой стали при растяжении.

Диаграмма строится в координатах: на ординате отложена Р — нагрузка в кГ, а на абсциссе Δl — удлинение образца в мм.

Предел упругости σ_е = Pе/F₀ н/м² (кГ/мм²) определяется как напряжение, при котором остаточная деформация равна 0,005% начальной расчетной длины образца l₀.

Предел пропорциональности σ_p = P_p/F₀ н/м^г (кГ/мм²), — напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемого кривой «нагрузка—деформация» с осью нагрузок, увеличивается на 50% своего первоначального значения.

Предел текучести σ_т =P_т/F₀ н/м² (кГ/мм²)— наименьшее напряжение, при котором образец деформируется (течет) без заметного увеличения нагрузки.

Пределом прочности при растяжении σ_в называется напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца:

σ_p = P_в /F₀ н/м² (кГ/мм²),

где Р_в — наибольшая нагрузка, предшествующая разрыву образца, в н (кГ);

F₀ — начальная (до разрыва) площадь поперечного сечения образца в м² (мм²).

Показатели пластичности определяются по формулам.

Относительное удлинение δ в % —отношение приращения длин образца (после разрыва) к его первоначальной расчетной длине:

δ = (l₁-l₀)/l₀*100

где l₀ — расчетная длина образца до разрыва в мм;

l₁ — расчетная длина образца после разрыва в мм.

Относительное сужение ψ в % —отношение уменьшения площади поперечного сечения образца (после разрыва) к первоначальной площади его поперечного сечения:

ψ=(F₀-F₁)*100/F₀

где F₀ — площадь поперечного сечения образца до разрыва в мм²;

F₁ — площадь поперечного сечения образца после разрыва в мм².