ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испытания на растяжение из "Металловедение Издание 3 " По этим причинам наряду с обычными механическими испытаниями проводят иногда и специальные испытания, определяющие свойства материала в сложнонапряженном состоянии. К ним относятся испытания на растяжение образцов, устанавливаемых в испытательных машинах с перекосом (эксцентриситетом), т. е. при совместном воздействии растяжения и изгиба, или испытания на растяжение не только гладких образцов, но и образцов с надрезом, испытания на растяжение полых образцов, находящихся одновременно под внутренним гидростатическим давлением, и т. д. [c.117] Применяют также испытания готовых деталей в условиях нагружения, близко воспроизводящих действительные условия эксплуатации (так называемые натурные или стендовые испытания). Однако подобные испытания во многих случаях являются дорогостоящими и весьма длительными. [c.117] Приведенные соображения не позволяют вместе с тем преуменьшить важность и ценность перечисленных выше механических испытаний. Они широко применяются в лабораторных исследованиях для изучения механических свойств металла и в заводских условиях для контроля качества металла и его термической обработки. Механические испытания образцов стандартных размеров и формы в условиях одинакового напряженного состояния дают основные исходные данные, позволяющие сравнивать и оценивать свойства различных по составу металлических сплавов и влияние на эти свойства разной обработки. Металлические сплавы, предназначенные для изготовления деталей тяжело нагруженных и ответственных механизмов, с целью получения более надежных данных подвергают не одному, а нескольким механическим испытаниям на растяжение, на ударную вязкость, испытаниям при повторно-переменных нагрузках и др. [c.117] Испытания на растяжение гладких образцов получили применение раньше других способов определения механических свойств и до настоящего времени являются наиболее распространенным (кроме измерения твердости) способом механических испытаний металлов. При этих испытаниях в отличие от кручения и изгиба создается однородное напряженное состояние по сечению образца. [c.117] Испытания на растяжение применяют для пластичных сталей и цветных металлов, т. е. для основных конструкционных материалов Сведения о механических свойствах этих металлов, приводимые в литературе, в том числе и в справочниках, указаны в большинстве случаев на основании испытаний на растяжение гладких образцов. [c.117] Для многих конструкционных сталей испытания на растяжение являются мягким способом нагружения и поэтому не выявляют влияния на механические свойства некоторых особенностей структуры, например превращений, определяющих отпускную хрупкость, состояния поверхностного слоя и др. Для оценки роли этих факторов, а также поведения металлических сплавов при низкой температуре и их чувствительности к надрезам конструкционные стали ответственного назначения, особенно после термической обработки, подвергают наряду с испытаниями на растяжение гладких образцов также испытаниям на ударную вязкость и на усталость. [c.118] Для малопластичных металлов (чугуны, стали в закаленном и низкоотпущенном состоянии) испытания на растяжение являются чрезмерно жесткими. Эти материалы очень чувствительны даже к небольшим перекосам, возможным при установке образцов в испытательной машине, и часто разрушаются в начале испытания. Для таких материалов вместо испытаний на растяжение применяют более мягкие способы нагружения (кручение, изгиб). [c.118] В испытаниях на растяжение определяют характеристики прочности временное сопротивление (предел прочности) оь, предел текучести ат и реже предел пропорциональности Стщ, а также характеристики пластичности относительное удлинение б и относительное сужение г ). [c.118] Для испытаний на растяжение применяют образцы цилиндрические или плоские, форма и размеры которых установлены ГОСТ 1497—42 (рис. 63, а и б). [c.118] Для испытаний на растяжение применяют машины механического действия (например, прессы конструкции А. Г. Гагарина) или машины гидравлического действия. Эти машины пригодны также для испытаний на сжатие и на изгиб. Они автоматически фиксируют величины приложенной нагрузки и изменения длины образца (диаграмма растяжения) запись выполняется в увеличенном масштабе. [c.118] Модуль упругости меди в два раза меньше, но удлинение в области упругих деформаций тоже незначительно, так как предел пропорциональности меди ниже, чем стали. [c.120] После снятия нагрузки, не превышающей предела пропорциональности, растянутый образец сокращается практически до исходной длины. [c.120] При приложении нагрузки, близкой или большей Рщ , в металле появляется незначительная пластическая деформация в случае снятия нагрузки образец не возвращается полностью в исходное состояние, а получает небольшую остаточную деформацию. Условное напряжение, отвечающее появлению остаточной деформации после нагружения образца, называется пребе-лом упругости. [c.120] Дальнейшее увеличение нагрузки усиливает пластическую деформацию и на кривой растяжения наблюдается криволинейный участок. Кривые растяжения низкоуглеродистой стали и отожженной алюминиевой и марганцовистой бронзы в отличие от остальных металлов показывают скачкообразный переход из упругой области в пластическую. Этот переход наблюдается на кривой в виде горизонтального участка (или зуба текучести), показывающего, что образец удлиняется почти без возрастания нагрузки Р. Наименьшее напряжение, при котором продолжается деформация образца без заметного увеличения нагрузки, называется пределом текучести (физическим) ат. [c.121] Предел текучести можно с точностью, достаточной для технических расчетов, определять непосредственно на диаграмме растяжения, вычерчиваемой на машине в то время как предел упругости надо определять с помощью специальных приборов. Поскольку абсолютные значения пределов пропорциональности, упругости и текучести мало отличаются друг от друга, то при проектировании конструкций и деталей машин во многих случаях расчет допускаемых напряжений проводят от предела текучести. [c.121] Увеличение нагрузки выше предела текучести вызывает пластическую деформацию во всем объеме металла и его упрочнение. Поэтому нагрузка, необходимая для растяжения образца, постепенно возрастает, достигая наибольшего значения в точке Ь на рис. 64. Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Рь и предшествующее разрушению образца, называется временным сопротивлением (пределом прочности) при растяжении Ob. [c.121] При определении пределов пропорциональности, упругости, текучести и прочности соответствующая им нагрузка Р относилась к начальной площади поперечного сечения образца, т. е. площади образца до испытания. Практически при растяжении образца в области упругой деформации или близко от нее, т. е. при определении пределов пропорциональности и упругости, можно пренебречь весьма небольшим изменением площади сечения образца. Однако в области пластической деформации изменение сечения образца становится значительным поэтому для определения пределов прочности и текучести можно относить соответствующую нагрузку не к исходной площади образца, а к его действительной площади, которую он имеет в момент приложения соответствующей нагрузки. [c.122] Напряжения, определенные по отношению прилол енной нагрузки к начальной площади образца, называют условными на-прял ениями, а определенные по отношению к действительной площади — истинными. На рис. 65 приведена схематическая кривая истинных напряжений. Предел текучести в этом случае обозначается 5 , а предел прочности, или точнее истинное сопротивление разрушению, 5 . Очевидно, что величины и больше величин Стт и аь. Это различие более значительно для пластичных металлов, получающих большую деформацию при растяжении, и незначительно для хрупких металлов. Вместе с тем различие меледу величинами и сь в свою очередь больше, чем между величинами и От, поскольку при нагружении до предела текучести деформация образца еще не столь значительна. [c.122] Для стали экспериментально определить сложно, тем более что на испытательной машине трудно установить нагрузку. [c.122] Хрупкие металлы при растяжении почти не испытывают пластической деформации. Предел текучести этих металлов по своему абсолютному значению почти такой же как предел прочности. При достижении предела прочности происходит разрушение образца. [c.123] Вернуться к основной статье