Механические испытания материалов. Характеристики прочности материала

По диаграмме растяжения оцениваются механические характеристики материала.

Деформация рассматривается для упругопластичного материала (малоуглеродистая сталь).

т. А – предел пропорциональности ;

т. В – предел упругости ;

т. С – предел текучести ;

т. D – временный предел прочности;

т. Е – разрушение образца.

- это такое максимальное напряжение, до которого материал следует закону Гука.

- такое максимальное напряжение, при котором после снятия нагрузки материал вернётся в исходное состояние.

- это такое напряжение, при котором без видимого изменения нагрузки материал течёт. Если снимем нагрузку, материал вернётся в положение .

СD – зона упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке.

т. D соответствует максимальному напряжению, при котором материал не разрушается.

т. E – соответствует разрушению образца.

tg - даёт модуль упругости.

Этот метод измерения характеристик материала самый простой, широкоиспользуемый и доступный.

К основным механическим характеристикам материала относят пластичность, хрупкость и твёрдость.

Способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации носит название пластичности.

Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение при разрыве. Чем больше , тем более пластичным считается материал.

Свойством, противоположным пластичности, является хрупкость, т.е. способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими.

Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет площади текучести и зоны упрочнения.

Под твёрдостью понимается способность материала противодействовать механическому проникновению в него посторонних тел. Наиболее широкое распространение получили методы измерения твёрдости по Бринеллю и по Роквеллу.

а) Твёрдость по Бринеллю [НВ] – в поверхность исследуемой детали вдавливают стальной шарик диаметром 10 мм.

б) Твёрдость по Роквеллу [HRC]– алмазный острый наконечник.

В результате испытаний на твёрдость удаётся определить прочностные показатели материала, не разрушая деталь.

Характеристики материалов:

- Твёрдость;

- Хрупкость;

- Пластичность.

Характеристиками пластичности материала являются относительное удлинение и относительное сужение при разрыве:

где l0, F0 — длина рабочей части образца и площадь поперечного сечения до деформации; lк — длина рабочей части образца после разрыва; F0 — конечная площадь поперечного сечения в шейке образца после разрыва.