На растяжение до разрушения

ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА

Цель работы: ознакомление со стандартной методикой проведения испытания на растяжение и определение ме­ханических характеристик металлов (предела текучести, преде­ла прочности, предела пропорциональности, относительных уд­линения и сужения после разрыва).

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Диаграмма растяжения

Для изучения поведения различных материалов под действи­ем нагрузок проводят лабораторные испытания образцов, изго­товленных из этих материалов, на специальных испытательных машинах. Эти испытания проводятся для определения числовых ха­рактеристик, позволяющих оценить прочность и пластичность ма­териала. Такие характеристики называются механическими.

Испытания образца сопровождаются автоматической записью диаграммы растяжения, выражающей связь между растягивающей образец силой Р и абсолютным удлинением образца Δ ℓ.

Для того, чтобы можно было сравнивать результаты испыта­ния образцов различных размеров, изготовленных из одинаковыхматериалов, диаграмму растяжения в координатах Р - Δ ℓ пе­рестраивают в координатах - δ, где = Р / А_о - нор­мальное напряжение, а δ =Δ ℓ / ℓ_о - относительное удлинение (А_о - первоначальная площадь поперечного сечения образца, ℓ_о - первоначальная длина образца). Характер диаграммы при этом сохраняется.

Эту диаграмму называют условной диаграммой растяжения, таккак напряжения и относительные деформации вычисляются соответ­ственнопо отношению к первоначальной длине образца, тогдакак фактическиеразмеры поперечныхсечений и длины при развитии пластических деформацийизменяются.

Для изучения значительных пластических деформаций строят истинную диаграмму растяжения, которая дает зависимость между истинными деформациями и истинными напряжениями, вычисленными путем деления растягивающей силы на истинную площадь поперечного сечения образца.

Рассмотрим диаграмму растяжения малоуглеродистой стали, рис. 1

Рис. 1

На участке ОА зависимость между Р и Δ ℓ носит ли­нейный характер, деформации растут пропорционально напряжени­ям и связаны между собой законом Гука, деформации упругие. При дальнейшем увеличении нагрузки диаграмма становится кри­волинейной.

Если нагрузку увеличивать ещё дальше, то наступает такой момент, когда деформации начинают расти практически без уве­личения нагрузки, участок ВС.

Горизонтальный участок ВС диаграммы называется площад­кой текучести. В этот период испытания появляются необратимые пластические деформации.

На участке СD материал снова приобретает способность сопротивляться растяжению. В точке D на образце появляется резкое местное сужение, так называемая "шейка". Площадь сече­ния образца в шейке быстро уменьшается и, как следствие, па­дает усилие. Разрыв образца происходит по наименьшему сечению шейки в точке Е диаграммы.

Указанные на диаграмме точки характеризуют ряд переходов материала из одного качественного состояния в другое и служат для определения основных характеристик прочности и пластичности материала.