Испытание на растяжение

При испытании на растяжение определяются такие прочностные свойства, как пределы упругости, пропорциональности, текучести, прочности, а также пластические свойства - относительное удлинение и относительное сужение.

Для испытания на растяжение из испытываемого материала изготовляют круглые или плоские образцы определенной формы и размеров, установленные ГОСТом. Образцы подразделяются на два типа: нормальные и пропорциональные (длинные и короткие). Нормальный круглый образец имеет диаметр 20 мм. Расчетная длина для длинных образцов равна десяти диаметрам образца, а коротких – пяти диаметрам.

Рис. 1.28 Стандартный образец для испытания на растяжение

Нестандартный образец может иметь произвольное сечение, но определенную рабочую длину, которая рассчитывается по формулам. Испытание производится на специальных разрывных машинах. Все разрывные машины имеют нагружающий и самоизмерительный механизмы, а также устройство автоматически записывающее диаграмму испытания.

Рис. 1.29 Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали

По способу нагружения разрывные машины подразделяются на ма­шины с механическим и с гидравлическим приводом.

К машинам с механическим приводом относятся универсальная рычажно-маятниковая шина типа Р-5, машина ИМ-4Р системы ЦНИИТмаша и машина ИМ 12А.

Типичная рабочая диаграмма для металлов, дающих площадку текучести, показана на рис.1.29 а, а; для металлов, не дающих площадки текучести, — на рис. 1.29 б. Диаграмма отражает характерные участки и точки, по­зволяющие определить ряд ценных качеств испытываемых металлов.

Характер диаграммы растяжения зависит от природы и состояния металла, а также от формы и размера образца. Рабочая диаграмма растяжения является условной ввиду непостоянства поперечного сечения образца. Для построения диаграммы истинных напряжений необходимо нагрузку в любой стадии деформации относить не к первоначальной площади поперечного сечения образца, а к фактической, все уменьшающейся при растяжении образца площади.

Предел пропорциональности σ _пц —- напряжение (МПа), выше которого нарушается пропорциональность между прилагаемым напряжением и деформацией образца σ _пц=P_пц /F_o

Предел упругости (условный) σ _{0, 05} - это условное напряжение в МПа, соответствующее нагрузке, при которой остаточная деформация впервые достигает 0, 05% от расчетной длины образца l₀: σ _{0, 05}= P _{0, 05}/F_o. где P _{0, 05} - нагрузка предела упругости, Н.

Относительное удлинение (после разрыва) σ - это отношение приращения (l_к—1₀) расчетной длины образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине 1₀, выраженное в процентах: σ =[(l_к-1₀)l₀] 100%.

Относительное сужение (после разрыва) φ - это отношение разности начальной и минимальной площадей (F₀—F_к) поперечного сечения образца после разрыва к начальной площади F₀ поперечного сечения, выраженное в про­центах: φ =[(F₀— F_к)/F_o] 100%.

Чем больше значения относительного удлинения и сужения для материала, тем он более пластичен. У хрупких материалов эти значения близ­ки к нулю. Хрупкость конструкционного материала является отрицательным свойством.