Механические свойства характеризуют сопротивление материала деформации, разрушению или особенность его поведения в процессе разрушения. Эта группа свойств включает показатели прочности, жесткости (упругости), пластичности, твердости и вязкости. Основную группу таких показателей составляют стандартные характеристики механических свойств, которые определяют в лабораторных условиях на образцах стандартных размеров. Полученные при таких испытаниях показатели механических свойств оценивают поведение материалов под внешней нагрузкой без учета конструкции детали и условий их эксплуатации. Кроме того, дополнительно определяют показатели конструкционной прочности, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами конкретного изделия и оценивают работоспособность материала в условиях эксплуатации.
2.2.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках
Статические испытания предусматривают медленное и плавное нарастание нагрузки, прилагаемой к испытываемому образцу. По способу приложения нагрузок различают статические испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг или срез. Наиболее распространены испытания на растяжение (ГОСТ 1497-84), которые дают возможность определить несколько важных показателей механических свойств.
Испытания на растяжение
При растяжении стандартных образцов с площадью поперечного сечения F 0 и рабочей (расчетной) длиной L0 строят диаграмму растяжения в координатах нагрузка - удлинение образца (рис. 2.1). На диаграмме выделяют три участка: упругой деформации до нагрузки Р(упр); равномерной пластической деформации от Р(упр) до Р(макс) и сосредоточенной пластической деформации от Р(макс) до Р(критич). Прямолинейный участок сохраняется до нагрузки, соответствующей пределу пропорциональности Р(пц). Тангенс угла наклона прямолинейного участка характеризует модуль упругости первого рода Е.
На небольшом участке от Р(пц) до Р(упр) нарушается линейная зависимость между Р и (дельта)L из-за упругих несовершенств материала, связанных с дефектами решетки.
Пластическое деформирование выше Р(упр) идет при возрастающей нагрузке, так как металл в процессе деформирования упрочняется. Упрочнение металла при деформировании называется наклепом.
Наклеп металла увеличивается до момента разрыва образца, хотя растягивающая нагрузка при этом уменьшается от Р(макс) до Р(критич). Это объясняется появлением в образце местного утонения - шейки, в которой в основном сосредотачивается пластическая деформация. Несмотря на уменьшение нагрузки, растягивающие напряжения в шейке повышаются до тех пор, пока образец не разорвется.
При растяжении образец удлиняется, а его поперечное сечение непрерывно уменьшается. Истинное напряжение определяется делением действующей в определенный момент нагрузки на площадь, которую образец имеет в этот момент. Истинные напряжения в повседневной практике не определяют, а пользуются условными напряжениями, считая, что поперечное сечение F 0 образца остается неизменным. Напряжения (сигма)Упр, (сигма)Т и (сигма)B - стандартные характеристики прочности. Каждая получается делением соответствующей нагрузки Р(урп), Р(Т) и Р(макс) на начальную площадь поперечного сечения F 0.
Пределом упругости (сигма)Упр называют напряжение, при котором пластическая деформация достигает заданного значения, установленного условиями. Обычно используют значения остаточной деформации 0,005; 0,02 и 0,05%. Соответствующие пределы упругости обозначают (сигма)0.005, (сигма)0.02 и (сигма)0.05. Предел упругости - важная характеристика пружинных материалов, которые используют для упругих приборов и машин.
Условный предел текучести - это напряжение, которому соответствует пластическая деформация 0,2%; его обозначают (сигма)0.2. Физический предел текучести (сигма)Т определяют по диаграмме растяжения, когда на ней имеется площадка текучести. Однако при испытаниях на растяжение большинства сплавов площадки текучести на диаграммах нет. Выбранная пластическая деформация 0,2 % достаточно точно характеризует переход от упругих деформаций к пластическим, а напряжение (сигма)0.2 несложно определить при испытаниях независимо от того, имеется или нет площадка текучести на диаграмме растяжения.
Допустимое напряжение, которое используют в расчетах, выбирают меньше (сигма)0.2 (обычно в 1,5 раза) или меньше (сигма)B (в 2,4 раза).
Для малопластичных материалов испытания на растяжения вызывают значительные затруднения. Незначительные перекосы при установке образца вносят существенную погрешность в определение разрушающей нагрузки. Такие материалы, как правило, подвергают испытанию на изгиб.
Испытания на изгиб
При испытании на изгиб в образце возникают как растягивающие, так и сжимающие напряжения. По этой причине изгиб - более мягкий способ нагружения, чем растяжение. На изгиб испытывают малопластичные материалы: чугуны, инструментальные стали, стали после поверхностного упрочнения, керамику. Испытания проводят на образцах большой длины (l /h > 10) цилиндрической или прямоугольной формы, которые устанавливают на две опоры. Используют две схемы нагружения: сосредоточенной силой (этот способ применяют чаще) и двумя симметричными силами (испытания на чистый изгиб). Определяемыми характеристиками служат предел прочности и стрела прогиба.
Для пластичных материалов испытания на изгиб не применяют, так как образцы изгибаются без разрушения до соприкосновения обоих концов.
Испытания на твердость
Под твердостью понимается способность материала сопротивляться внедрению в его поверхность твердого тела - индентора. В качестве индентора используют закаленный стальной шарик или алмазный наконечник в виде конуса или пирамиды. При вдавливании поверхностные слои материала испытывают значительную пластическую деформацию. После снятия нагрузки на поверхности остается отпечаток. Особенность происходящей пластической деформации состоит в том, что она протекает в небольшом объеме и вызвана действием значительных касательных напряжений, так как вблизи наконечника возникает сложное напряженное состояние, близкое к всестороннему сжатию. По этой причине пластическую деформацию испытывают не только пластичные, но хрупкие материалы! Таким образом, твердость характеризует сопротивление материала пластической деформации. Такое же сопротивление оценивает и предел прочности, при определении которого возникает сосредоточенная деформация в области шейки. Поэтому для целого ряда материалов численные значения твердости и временного сопротивления пропорциональны. Отмеченная особенность, а также простота измерения позволяют считать испытания на твердость одним из наиболее распространенных видов механических испытаний. На практике широко применяют четыре метода измерения твердости.
Твердость по Бринеллю. При этом стандартном методе измерения твердости в поверхность образца вдавливают закаленный стальной шарик диаметром 10; 5 или 2,5 мм при действии нагрузки от 5000 Н до 30000 Н. После снятия нагрузки на поверхности образуется отпечаток в виде сферической лунки диаметром d . Диаметр лунки измеряют лупой, на окуляре которой нанесена шкала с делениями.
На практике при измерении твердости расчет по указанной выше формуле не производят, а используют заранее составленные таблицы, указывающие значение НВ в зависимости от диаметра отпечатки и выбранной нагрузки. Чем меньше диаметр отпечатка, тем выше твердость.
Способ измерения по Бринеллю не является универсальным. Его используют для материалов малой и средней твердости: сталей с твердостью < 450 НВ, цветных металлов с твердостью < 200 НВ и т.п.
Твердость по Виккерсу. При стандартном методе измерения твердости по Виккерсу в поверхность образца вдавливают четырехгранную алмазную пирамиду с углом при вершине 136 градусов. Отпечаток получается в виде квадрата, диагональ которого измеряют после снятия нагрузки.
Метод Виккерса применяют главным образом для материалов, имеющих высокую твердость, а также для испытания на твердость деталей малых сечений или тонких поверхностных слоев. Как правило, используют небольшие нагрузки: 10, 30, 50, 100, 200, 500 Н. Чем тоньше сечение детали или исследуемый слой, тем меньше выбирают нагрузку.
Твердость по Роквеллу. Этот метод измерения твердости наиболее универсален и наименее трудоемок. Здесь не нужно измерять размеры отпечатка, так как число твердости отсчитывают непосредственно по шкале твердомера. Число твердости зависит от глубины вдавливания наконечника, в качестве которого используют алмазный конус с углом при вершине 120 градусов или стальной шарик диаметром 1,588 мм. Нагрузку выбирают в зависимости от материала наконечника.
Микротвердость. Микротвердость определяют вдавливанием в поверхность образца алмазной пирамиды при небольших нагрузках (0,05 - 5 Н) и измерением диагонали отпечатка. Методом определения микротвердости оценивают твердость отдельных зерен, структурных составляющих, тонких слоев или тонких деталей.
Если охарактеризовать понятие предела текучести кратко, то в сопротивлении материалов пределом текучести называют напряжение, при котором начинает развиваться пластическая деформация. Предел текучести относится к характеристикам прочности .
Согласно , текучесть - это макропластическая деформация с весьма малым упрочнением dτ/dγ.
Физический предел текучести - это механическая характеристика материалов: напряжение, отвечающее нижнему положению площадки текучести в диаграмме растяжения для материалов, имеющих эту площадку (рисунок), σ Т =P Т /F 0 . Здесь 0 - это первоначальная площадь поперечного сечения образца.
Предел текучести устанавливает границу между упругой и упруго-пластической зонами деформирования. Даже небольшое увеличение напряжения (нагрузки) выше предела текучести вызывает значительные деформации .
Условный предел текучести
Условный предел текучести (он же технический предел текучести). Для материалов, не имеющих на диаграмме площадки текучести , принимают условный предел текучести - напряжение, при котором остаточная деформация образца достигает определённого значения, установленного техническими условиями (большего, чем это установлено для предела упругости). Под условным пределом текучести обычно подразумевают такое напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2%. Таким образом обычно условный предел текучести при растяжении обозначается σ 0,2 .
Выделяют также условный предел текучести при изгибе и условный предел текучести при кручении .
Предел текучести металла
Характеристика, данная выше, справедлива в первую очередь для предела текучести металла. Предел текучести металла измеряется в кг/мм 2 или Н/м 2 . На значение предела текучести металла влияют самые разные факторов, например: толщина образца, режим термообработки, наличие тех или иных примесей и легирующих элементов, микроструктура , тип и дефекты кристаллической решётки и др. Предел текучести металлов сильно меняется с изменением температуры.
Предел текучести стали
Предел текучести сталей в ГОСТах указывается с пометкой "не менее", единица измерения МПа. Приведём в качестве примера регламентируемые значения предела текучести σ Т некоторых распространённых сталей.
Для сортового проката базового исполнения (ГОСТ 1050-88, сталь конструкционная углеродистая качественная) диаметром или толщиной до 80 мм справедливы следующие значения предела текучести сталей:
- Предел текучести стали 20 (Ст20, 20) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 245 Н/мм 2 или 25 кгс/мм 2 .
- Предел текучести стали 30 (Ст30, 30) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 295 Н/мм 2 или 30 кгс/мм 2 .
- Предел текучести стали 45 (Ст45, 45) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 355 Н/мм 2 или 36 кгс/мм 2 .
Для этих же сталей, изготавливаемых по согласованию потребителя с изготовителем, ГОСТ 1050-88 предусматривает иные характеристики. В частности, нормированный предел текучести сталей, определяемый на образцах, вырезанных из термически обработанных стальных заготовок указанного в заказе размера, будет иметь следующие значения:
- Предел текучести стали 30 (Ст30, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм - не менее 400 Н/мм 2 или 41 кгс/мм 2 ; прокат размером от 16 до 40 мм - не менее 355 Н/мм 2 или 36 кгс/мм 2 ; прокат размером от 40 до 100 мм - не менее295 Н/мм 2 или 30 кгс/мм 2 .
- Предел текучести стали 45 (Ст45, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм - не менее 490 Н/мм 2 или 50 кгс/мм 2 ; прокат размером от 16 до 40 мм - не менее 430 Н/мм 2 или 44 кгс/мм 2 ; прокат размером от 40 до 100 мм - не менее 375 Н/мм 2 или 38 кгс/мм 2 .
*Механические свойства стали 30 распространяются на прокат размером до 63 мм.
Предел текучести стали 40Х (Ст 40Х, сталь конструкционная легированная, хромистая, ГОСТ 4543-71): для проката размером 25 мм после термообработки (закалка+отпуск) - предел текучести стали 40Х не менее 785 Н/мм 2 или 80 кгс/мм 2 .
Предел текучести стали 09Г2С (ГОСТ 5520-79, лист, сталь 09Г2С конструкционная низколегированная для сварных конструкций, кремнемарганцовистая). Минимальное значение предела текучести стали 09Г2С для стального проката в зависимости от толщины листа меняется от 265 Н/мм 2 (27 кгс/мм 2) до 345 Н/мм 2 (35 кгс/мм 2). Для повышенных температур минимальное требуемое значение предела текучести стали 09Г2С составляет: для Т=250°C - 225 (23); для Т=300°C - 196 (20); Т=350°C - 176 (18); Т=400°C - 157 (16).
Предел текучести стали 3 . Сталь 3 (углеродистая сталь обыкновенного качества, ГОСТ 380-2005) изготавливается следующих марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп. Предел текучести стали 3 регламентируется отдельно для каждой марки. Так, например, требования к пределу текучести Ст3кп, в зависимости от толщины проката, меняются от 195-235 Н/мм 2 (не менее).
Текучесть расплава
Текучесть расплава металла - это способность расплавленного металла заполнять литейную форму. Текучесть расплава для металлов и металлических сплавов - то же что и жидкотекучесть . (См. Литейные свойства сплавов).
Текучесть жидкости вообще и расплава в частности есть величина, обратная динамической вязкости. В Международной системе единиц (СИ) текучесть жидкости выражается в Па -1 *с -1 .
Подготовлено: Корниенко А.Э. (ИЦМ)
Лит.:
При растяжении стандартных образцов с площадью поперечного сечения F0 и рабочей (расчетной) длиной L0 строят диаграмму растяжения в координатах нагрузка - удлинение образца (рис. 2.1). На диаграмме выделяют три участка: упругой деформации до нагрузки Р(упр); равномерной пластической деформации от Р(упр) до Р(макс) и сосредоточенной пластической деформации от Р(макс) до Р(критич). Прямолинейный участок сохраняется до нагрузки, соответствующей пределу пропорциональности Р(пц). Тангенс угла наклона прямолинейного участка характеризует модуль упругости первого рода Е.
На небольшом участке от Р(пц) до Р(упр) нарушается линейная зависимость между Р и (дельта)L из-за упругих несовершенств материала, связанных с дефектами решетки.
Пластическое деформирование выше Р(упр) идет при возрастающей нагрузке, так как металл в процессе деформирования упрочняется. Упрочнение металла при деформировании называется наклепом.
Наклеп металла увеличивается до момента разрыва образца, хотя растягивающая нагрузка при этом уменьшается от Р(макс) до Р(критич). Это объясняется появлением в образце местного утонения - шейки, в которой в основном сосредотачивается пластическая деформация. Несмотря на уменьшение нагрузки, растягивающие напряжения в шейке повышаются до тех пор, пока образец не разорвется.
При растяжении образец удлиняется, а его поперечное сечение непрерывно уменьшается. Истинное напряжение определяется делением действующей в определенный момент нагрузки на площадь, которую образец имеет в этот момент. Истинные напряжения в повседневной практике не определяют, а пользуются условными напряжениями, считая, что поперечное сечение F0 образца остается неизменным. Напряжения (сигма)Упр, (сигма)Т и (сигма)B - стандартные характеристики прочности. Каждая получается делением соответствующей нагрузки Р(урп), Р(Т) и Р(макс) на начальную площадь поперечного сечения F0.
Пределом упругости (сигма)Упр называют напряжение, при котором пластическая деформация достигает заданного значения, установленного условиями. Обычно используют значения остаточной деформации 0,005; 0,02 и 0,05%. Соответствующие пределы упругости обозначают (сигма)0.005, (сигма)0.02 и (сигма)0.05. Предел упругости - важная характеристика пружинных материалов, которые используют для упругих приборов и машин.
Условный предел текучести - это напряжение, которому соответствует пластическая деформация 0,2%; его обозначают (сигма)0.2. Физический предел текучести (сигма)Т определяют по диаграмме растяжения, когда на ней имеется площадка текучести. Однако при испытаниях на растяжение большинства сплавов площадки текучести на диаграммах нет. Выбранная пластическая деформация 0,2 % достаточно точно характеризует переход от упругих деформаций к пластическим, а напряжение (сигма)0.2 несложно определить при испытаниях независимо от того, имеется или нет площадка текучести на диаграмме растяжения.
Допустимое напряжение, которое используют в расчетах, выбирают меньше (сигма)0.2 (обычно в 1,5 раза) или меньше (сигма)B (в 2,4 раза).
Для малопластичных материалов испытания на растяжения вызывают значительные затруднения. Незначительные перекосы при установке образца вносят существенную погрешность в определение разрушающей нагрузки. Такие материалы, как правило, подвергают испытанию на изгиб.
Напряжение ss в поперечном сечении, при к-ром впервые возникают пластич. (необратимые) деформации. Аналогично, в опытах с кручением тонкостенного трубчатого образца определяется П. т. при сдвиге ts. Для большинства металлов ss=ts?3.
В нек-рых материалах при непрерывном удлинении цилиндрич. образца на диаграмме зависимости нормального напряжения о от относит. удлинения 8 обнаруживается т. н. зуб текучести, т. е. резкое снижение напряжения перед появлением пластич. деформации (рис., а), причём дальнейший рост деформации (пластической) до нек-рого её значения происходит при неизменном напряжении, к-рое наз. ф и з и ч е с к и м П. т. sт.
Горизонтальный участок диаграммы s-e наз. площадкой текучести; если её протяжённость велика, материал наз. идеально пластическим (неупрочняющимся). В др. материалах, к-рые наз. упрочняющимися, площадки текучести нет (рис., б) и точно указать напряжение, при к-ром впервые возникают пластич. деформации, практически невозможно.
Вводится понятие условного П. т. ss как напряжения, при разгрузке от к-рого в образце впервые обнаруживается остаточная (пластич.) деформация величины Д. Остаточные деформации меньше D условно считаются пренебрежимо малыми. Напр., П. т., измеренный с допуском D=0,2%, обозначается s0,2. (см. ПЛАСТИЧНОСТЬ).
Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . . 1983 .
в сопротивлении материалов - напряжение, при к-ром начинает развиваться пластич. деформация. В опытах с растяжением цилиндрич. образца определяется нормальное напряжение в поперечном сечении, при к-ром впервые возникают пластич. (необратимые) деформации. Аналогично в опытах с кручением тонкостенного трубчатого образца определяется П. т. при сдвиге Для большинства металлов
В нек-рых материалах при непрерывном удлинении цилиндрич. образца на диаграмме зависимости нормального напряжения от относит. удлинения e обнаруживается т. н. зуб текучести, т. е. резкое снижение напряжения перед появлением пластич. деформации (рис., в), причём дальнейший рост деформации (пластической) до нек-рого её значения происходит при неизменном напряжении, к-рое наз. физическим П. т. Горизонтальный участок диаграммы наз. площадкой текучести; если её протяжённость велика, материал наз. идеально-пластическим (неупрочняющимся). В др. материалах, к-рые наз. упрочняющимися, площадки текучести нет (рис., б )и точно указать напряжение, при к-ром впервые возникают пластич. деформации, практически невозможно. Вводится понятие условного П. т.как напряжения, при разгрузке от к-рого в образце впервые обнаруживается остаточная (пластич.) деформация величины D. Остаточные деформации, меньшие D, условно считаются пренебрежимо малыми. Напр., П. т., измеренный с допуском D = 0,2%, обозначается См. также Пластичность.
В.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .
Смотреть что такое "ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ" в других словарях:
Предел текучести механическое напряжение σт, отвечающее нижнему положению верхнего отклонения по площади неизвестной эпюры площадки текучести на диаграмме деформирования материала. В случае, если такая площадка отсутствует, что характерно,… … Википедия
Предел текучести - (физический) это механическая характеристика материалов: напряжение, отвечающее нижнему положению площадки текучести в диаграмме растяжения для материалов, имеющих эту площадку (рисунок), σТ=PТ/F0. Предел текучести устанавливает границу… … Металлургический словарь
Предел текучести - (физический), Н/мм – наименьшее напряжение, при котором деформация происходит без заметного увеличения нагрузки. [ГОСТ 10922 2012] Предел текучести физический – наименьшее напряжение растяжения, при котором деформация арматуры… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
предел текучести - Характеристика деформационных свойств упругих материалов, выражаемая через напряжение, при котором в испытуемом образце возникают существенные пластические деформации [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя… … Справочник технического переводчика
предел текучести - 2.12 предел текучести: Нормативное минимальное значение напряжения, при котором начинается интенсивный рост пластических деформаций (при незначительном увеличении нагрузки) при растяжении материала труб. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318 2009:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел текучести - takumo riba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. flow limit; yield limit vok. Fließgrenze, f rus. граница текучести, f; предел текучести, m pranc. limite d’écoulement, f … Fizikos terminų žodynas
Yield strength Предел текучести. Напряжение, при котором материал показывает точно установленное отклонение от пропорциональности напряжения и деформации. Отклонение 0,2 % используется для многих материалов, особенно металлов. (Источник: «Металлы … Словарь металлургических терминов
Механич. хар ка материалов: напряжение, отвечающее ниж. положению площадки текучести в диаграмме растяжения (см. рис.) Для материалов, имеющих таковую площадку. Обозначается бт. Для материалов, не имеющих площадки текупести, принимают условный П … Большой энциклопедический политехнический словарь
Характеристика деформационных свойств упругих материалов, выражаемая через напряжение, при котором в испытуемом образце возникают существенные пластические деформации (Болгарский язык; Български) граница на провлачване (Чешский язык; Čeština) mez … Строительный словарь
См. Пластичность глинистых пород … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Книги
- Оптический метод иследования напряжений. , Кокер Э.. Книга Кокера и Файлона`Оптический метод исследования напряжений`представляет весьма большой научный и практический интерес. Авторы этой книги, видные специалистыв области теории упругости и…
Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, , . Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе. Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.
В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:
- Статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.
- Динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.
- Повторно, переменном или циклическим нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.
Для получения сопоставимых результатов образцы и методика проведения механических испытаний регламентированы ГОСТами.
Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Прочность.
Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.
Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца Δl (мм) от действующей нагрузки Р, то есть Δl = f(P) . Но для получения данных по механическим свойствам перестраивают: зависимость относительного удлинения Δl от напряжения δ.
Диаграмма растяжения материала
Рис 1: а – абсолютная , б – относительная; в – схема определения условного предела текучести
Проанализируем процессы, которые происходят в материале образца при увеличении нагрузки: участок оа на диаграмме соответствует упругой деформации материала, когда соблюдается закон Гука. Напряжение, соответствующее упругой предельной деформации в точке а , называется пределом пропорциональности.
Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел пропорциональности.
Предел пропорциональности (σ пц) – максимальное напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между деформацией и напряжением.
При напряжениях выше предела пропорциональности происходит равномерная пластическая деформация (удлинение или сужение сечения). Каждому напряжению соответствует остаточное удлинение, которое получаем проведением из соответствующей точки диаграммы растяжения линии параллельной оа .
Так как практически невозможно установить точку перехода в неупругое состояние, то устанавливают условный предел упругости , – максимальное напряжение, до которого образец получает только упругую деформацию. Считают напряжение, при котором остаточная деформация очень мала (0,005…0,05%). В обозначении указывается значение остаточной деформации (σ 0.05).
Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел текучести.
Предел текучести характеризует сопротивление материала небольшим пластическим деформациям. В зависимости от природы материала используют физический или условный предел текучести.
Физический предел текучести σ m – это напряжение, при котором происходит увеличение деформации при постоянной нагрузке (наличие горизонтальной площадки на диаграмме растяжения). Используется для очень пластичных материалов.
Но основная часть металлов и сплавов не имеет площадки текучести.
Условный предел текучести σ 0.2 – это напряжение вызывающее остаточную деформацию δ = 0.20%.
Физический или условный предел текучести являются важными расчетными характеристиками материала. Действующие в детали напряжения должны быть ниже предела текучести. Равномерная по всему объему продолжается до значения предела прочности. В точке в в наиболее слабом месте начинает образовываться шейка – сильное местное утомление образца.
Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел прочности.
Предел прочности σ в – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения (временное сопротивление разрыву).
Образование шейки характерно для пластичных материалов, которые имеют диаграмму растяжения с максимумом. Предел прочности характеризует прочность как сопротивления значительной равномерной пластичной деформации. За точкой В, вследствие развития шейки, нагрузка падает и в точке С происходит разрушение.
Истинное сопротивление разрушению – это максимальное напряжение, которое выдерживает материал в момент, предшествующий разрушению образца (рисунок 2).
Истинное сопротивление разрушению значительно больше предела прочности, так как оно определяется относительно конечной площади поперечного сечения образца.
Истинная диаграмма растяжения
Рис. 2
F к - конечная площадь поперечного сечения образца.
Истинные напряжения S i определяют как отношение нагрузки к площади поперечного сечения в данный момент времени.
При испытании на растяжение определяются и характеристики пластичности.
Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Пластичность.
Пластичность – способность материала к пластической деформации, то есть способность получать остаточное изменение формы и размеров без нарушения сплошности. Это свойство используют при обработке металлов давлением.
Характеристики:
- относительное удлинение :
l о и l к – начальная и конечная длина образца;