<<
>>

Механические свойства при статическом растяжении

Наиболее распространенным видом испытаний металла, определяющим его пригодность для применения в конструкции, является одноосное статическое растяжение. При испытаниях на растяжение применяют цилиндрические или призматические образцы (ГОСТ 1497-78) с головками на концах, форма и размеры головок соответствуют захватам испытательной машины.

Испытания проводят чаще всего на машинах с гидравлическим или механическим приводом.

Под действием усилий в образце возникают напряжения, которые вызывают деформацию: изменение длины образца и его сечения. Различают упругую и пластическую деформацию образца. Пластической деформации соответствует изменение после снятия нагрузки формы и размеров образца.

Деформация считается упругой, если после снятия нагрузки форма и размеры образца не изменились. Для определения механических характеристик записывают кривую деформирования в координатах растягивающая сила Р - абсолютное удлинение образца AZ. Типичные диаграммы растяжения приведены на рис. 3.8.

При упругой деформации, вызванной внешней нагрузкой, изменяется расстояние между атомами в кристаллической решетке. На Диаграммах растяжения начальный период имеет прямолинейную связь между Р(о) и А1(е). Наклон прямой показывает жесткость ме-

Рис. 3.8. Диаграммы растяжения

alt="" />
где сту - физический предел упругости, е - упругая деформация.

Для элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях, когда ограничивается ее деформативность, используются также следующие характеристики: Предел пропорциональности опц - условное напряжение, соответствующее напряжению, при котором начинается отклонение от линейной зависимости о —г (от закона Гука):


где Рпц~ нагрузка, соответствующая условию пропорциональной связи между Р и Al;F0~ начальная площадь поперечного сечения образца.

Предел физической упругости оу - максимальное напряжение, до которого существуют только упругие деформации:


где Ру - нагрузка, соответствующая началу микропластической деформации. Условный предел упругости о0 05 - условное напряжение, соответствующее появлению в образце остаточных деформаций заданной величины, равной 0,05%. Условный предел упругости может быть задан и при других значениях допуска на остаточную деформацию:


где Р0 05 - нагрузка, соответствующая условию определения условного предела упругости.

Для получения удельных механических характеристик материала, не зависящих от размеров образцов, диаграмму растяжения строят в координатах растягивающее напряжение о — относительное удлинение б, где a=P/F0, и Ь=А1/10, Р - сила (нагрузка) растяжения, Fa - начальная площадь поперечного сечения, АI - абсолютное удлинение, - длина образца до испытания.

Если нагрузку относят к действительному сечению, существующему в момент приложения нагрузки, то получают значение истинного напряжения. При отношении нагрузки к начальному сечению имеем условное напряжение.

Основными механическими характеристиками материалов, используемых для изготовления аппаратов, оборудования и металлоконструкций, являются следующие: предел текучести ат, о02, временное сопротивление ав, относительное удлинение 6, относительное сужение

Физический предел текучести ат = PJFQ - условное напряжение, соответствующее нагрузке на уровне площадки текучести, когда деформация образца происходит без увеличения нагрузки (рис. 3.8, а). Условный предел текучести о0 2 = P0t2/Fo ~ условное напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0,2%. Последняя характеристика используется для материалов, не имеющих отчетливо выраженной площадки текучести (рис.

3.8, б, в).

Сопротивление материала значительной пластической деформации характеризуется временным сопротивлением (пределом прочности). Временное сопротивление ав = PJF0 — условное напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, выдерживаемой образцом в процессе испытания на растяжение. Образование и развитие шейки приводит к уменьшению условного и увеличению истинного напряжения. Истинное напряжение разрыву ок = PK/FK, где FK - поперечное сечение образца в момент разрыва, достигает максимального значения в момент разрушения. Ранее эта характеристика не использовалась в инженерной практике при аттестации качества стали.

В последнее время в связи с развитием методов расчета остаточного ресурса конструкций внимание к этой характеристике заметно возросло. Для определения сопротивления хрупкому разрушению получил распространение параметр RMC - наименьшее значение разрушающего напряжения, при котором происходит переход зародышевой трещины хрупкого транскристаллитного скола в лавинную стадию распространения хрупких трещин. Фундаментальность характеристики RMC обусловлена тем, что она инвариантна по отношению к виду напряженного состояния, скорости деформирования,

температуре испытания и зависит, главным образом, от структуры материала [39].

Относительное удлинение - отношение, в процентах, приращения длины образца до момента разрыва к его первоначальной длине 10:

величина 6 зависит от базы образца 1а: чем больше 10, тем меньше 6. По ГОСТ 1497-78 индекс при 6, например Ь25, Ь5, bt6, указывает на кратность размеров испытываемого образца (l0/d0) (d0 - диаметр рабочей части образца).

Различают относительное удлинение на стадии равномерной деформации Ьравн.у т.е. до образования шейки, и относительное удлинение на стадии ее образования - сосредоточенной деформации Ьсоср:

Относительное сужение г|gt; - отношение, в процентах, уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к его начальной площади Fa:

Относительное сужение используется в основном в машиностроении. Однако эта характеристика пластичности, будучи локальной, лучше оценивает вязкость материала при разрушении, чем относительное удлинение. 

<< | >>
Источник: Горицкий В.М. Диагностика металлов. 2004

Еще по теме Механические свойства при статическом растяжении:

  1. 1.2 Научные основы процессов пенообразования и пеноустойчивости дисперсных систем
  2. Тема 1. ФИЗИОПОГИЯ НЕРВНОМЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
  3. Твердость
  4. Механические свойства при статическом растяжении
  5. 3.4.2. Критерии критической температуры хрупкости
  6. Характеристики трещиностойкости
  7. Эксплуатационное деформационное старение
  8. Малоцикловая усталость при повышенных температурах
  9. Коррозионное растрескивание под напряжением
  10. Влияние состава стали на склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением
  11. Щелочное растрескивание
  12. Хлоридное растрескивание
  13. Е. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ПРИ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКЕ