ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристики прочности и пластичности из "Технология металлов Издание 2 " Прочность — способность тела (металла) сопротивляться деформациям и разрушению. Большинство технических характеристик прочности определяют в результате статического испытания на растяжение. Образец, закрепленный в захватах разрывной машины, деформируется при статической, плавно возрастающей нагрузке. При испытании, как правило, автоматически записывается диаграмма растяжения, выражающая зависимость между нагрузкой и деформацией. Небольшие деформации с очень большой точностью определяются тензометрами. [c.172] Чтобы исключить влияние размеров образцов, испытания на растяжение проводят на стандартных образцах с определенным соотношением между расчетной длиной 1о и площадью поперечного сечения Ро. Наиболее широко применяют образцы круглого сечения длинные с Уй о = 10 или короткие с 1о/(1о=5 (где о—исходный диаметр образца). [c.172] На рис. 72, а приведена диаграмма растяжения малоуглеродистой отожженной стали. При нагрузке, соответствующей начальной части диаграммы, материал испытывает только упругую деформацию, которая полностью исчезает после снятия нагрузки. До точки а эта деформация пропорциональна нагрузке или действующему напряжению а=Р1Ро, где Р — приложенная нагрузка / 0—начальная площадь поперечного сечения образца. [c.172] Нагрузке в точке а, определяющей конец прямолинейного участка диаграммы растяжения, соответствует предел пропорциональности. [c.172] Прямолинейную зависимость между напряжением и деформацией можно выразить законом Гука а—Ее, где е= (А///о) 100% — относительная деформация Л/ — абсолютное удлинение, мм /о—начальная длина образца, мм. [c.173] Коэффициент пропорциональности Е (графически равный tg а), характеризующий упругие свойства материала, называется модулем нормальной упругости. При заданной величине напряжения с увеличением модуля уменьшается величина упругой деформации, т. е. возрастает жесткость (устойчивость) конструкции (изделия). Поэтому модуль Е также называют модулем жесткости. Величина модуля зависит от природы сплава и изменяется незначительно при изменении его состава, структуры, термической обработки. Например, для различных углеродистых и легированных сталей после любой обработки =21000 кгс/мм . [c.173] Теоретический предел упругости — максимальное напряжение. до которого образец получает только упругую деформацию ауп=Яуп/ о. [c.173] Если действующее напряжение в детали (конструкции) меньще Оуп, то материал будет работать в области упругих деформаций. Ввиду трудности определения СТуп практически пользуются условным пределом упругости, под которым понимают напряжение, вызывающее остаточную деформацию 0,005—0,05% от начальной расчетной длины образца. В обозначении условного предела упругости указывают величину остаточной деформации, например ao.oos и т. д. [c.174] Для больщинства материалов теоретические пределы упругости и пропорциональности близки по величине. Для некоторых материалов, например меди, предел упругости больще предела пропорциональности. [c.174] Предел ге/сг/чесга — физический и условный — характеризует сопротивление материала небольщим пластическим деформациям. [c.174] Физический предел текучести — напряжение, при котором происходит увеличение деформации при постоянной нагрузке o =P IFa. [c.174] На диаграмме растяжения пределу текучести соответствует горизонтальный участок с — d, когда наблюдается пластическая деформация (удлинение)— течение металла при постоянной нагрузке. [c.174] При дальнейшем нагружении пластическая деформация все больше увеличивается, равномерно распределяясь по всему объему образца. В точке В, где нагрузка достигает максимального значения, в наиболее слабом месте образца начинается образование шейки —сужения поперечного сечения деформация сосредоточивается на одном участке — из равномерной переходит в местную. Напряжение в материале в этот момент испытания называют пределом прочности. [c.174] Предел прочности (временное сопротивление разрыву) — напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения Ob = PbIF 0. [c.174] Истинное сопротивление разрушению — максимальное напряжение, которое выдерживает материал в момент, предшествующий разрушению образца 5к=Рк1Рк, где Рк — конечная площадь поперечного сечения образца в месте разрушения. [c.175] Несмотря на то что нагрузка Рк .Рв вследствие образования шейки Рк Ро, и поэтому по величине 5к значительно больше, чем Ов. [c.175] Рассмотренные показатели прочности От, Ов и др., за исключением 5к, являются условными напряжениями, так как при их определении соответствующие нагрузки относят к начальной площади сечения образца Ро, хотя последняя постепенно уменьщается по мере деформации образца. Более точное представление о напряжениях в образце дают диаграммы истинных напряжений (рис. 73). Истинные напряжения 8г=Р 1Р определяют по нагрузке Рг и площади поперечного сечения Рг в данный момент испытания Примерно до точки Ь (рис. 73), т. е. точки В на рис. 72, а, различие между истинными и условными напряжениями не велико и 5вЯй Ов- Затем истинные напряжения увеличиваются, достигая максимального значения 5к в момент, предшествующий разрушению. [c.175] При испытании на растяжение, кроме характеристик прочности, определяют также характеристики пластичности. [c.175] Относительное удлинение является условной характеристикой пластичности. Это объясняется тем, что абсолютное удлинение состоит из двух составляющих равномерного удлинения Д/р, пропорционального длине образца, и местного, сосредоточенного удлинения в шейке Мш, пропорционального площади поперечного сечения образца. Отсюда следует, что доля местной деформации, а следовательно, и значения Д/ост и 6 у коротких образцов больше, чем у длинных. При этом для различных материалов относительная величина равномерной и местной деформаций колеблется в широких пределах. Большинство пластичных материалов деформируется с образованием шейки. При этом равномерная деформация составляет 5— 10% от местной деформации, у сплавов типа дуралюмин 18—20 /о. у латуней 35—45% и т. д., но не больше 50%. Для хрупких материалов или находящихся в хрупком состоянии шейка не образуется и практически Д/ост=Д/р. [c.176] Относительное удлинение, определяемое на длинных образцах, обозначается бю, на коротких 65, причем всегда б5 бю. [c.176] Вернуться к основной статье