МЕТОДОМ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Испытания на одноосное растяжение - наиболее распространенный вид испытаний для оценки механических свойств металлов и сплавов. Для испытаний на растяжение используют стандартные разрывные образцы с рабочей частью в виде цилиндра (цилиндрические, рис.4.2, б), или стержня с прямоугольным сечением (плоские образцы, рис.4.2, а).

Помимо основной рабочей части, образцы имеют головки различной конфигурации для закрепления в захватах разрывной машины.

Непосредственно перед испытаниями измеряют рабочие размеры образца:

1. Начальную длину рабочей части образца - 1₀, мм;
2. Начальный диаметр рабочей части для цилиндрических образцов - d₀, мм;
3. Начальные толщину - h₀, мм и ширинуb₀, мм для плоских образцов.

Рис.4.2. Типы стандартных цилиндрических образцов

а) Плоский разрывной образец	б) Цилиндрический разрывной образец

При испытании образцов на разрывной машине записывается диаграмма растяжения в координатах нагрузка Р, кг и удлинение ∆ l, мм. Подобные диаграммы называются неприведенными. Диаграммы растяжения в координатах напряжение σ, МПа и деформация ε, % называются приведенными.

Рис.4.3. Диаграммы растяжения.

а) приведенная диаграмма растяжения	б) неприведенная диаграмма растяжения

Под воздействием приложенной к образцу нагрузки материал начинает деформироваться. На разных этапах растяжения образца в материале возникают разные виды деформации: упругая и пластическая, механизм которых носит различный характер.

Виды деформации.

Упругая деформация — обратимая деформация, т.е. полностью исчезает после снятия нагрузки.

Механизм упругой деформации заключается в смещении атомов на небольшие расстояния около своего равновесного положения в кристаллической решетке и последующего возвращения в исходное состояние под действием сил межатомного взаимодействия (сил притяжения в случае растяжения и сил отталкивания в случае сжатия).

Пластическая деформация — необратимая (остаточная) деформация. Накапливается в материале по мере приложения нагрузки, сопровождается видимыми изменениями размеров образца.

Механизм пластической деформации заключается в движении и размножении дислокаций с одновременным увеличением их плотности по кристаллографическим плоскостям (рис.4.4.). Механизмы движения дислокаций совпадают с механизмами самой пластической деформации.

Рис.4.4. Схема пластической деформации путем последовательных

перемещений дислокации в кристаллической решетке.

Рассмотрим механические свойства и их количественные характеристики, определяемые из диаграммы растяжения.

Жесткость

При малых напряжениях приложение нагрузки вызывает только упругую обратимую деформацию. В этой области нагружения деформация ε, строго пропорциональна напряжению σ и между ними имеется линейная зависимость:

σ = Е∙ ε,

где Е - модуль упругости (модуль Юнга), размерность МПа.

Модуль упругости является количественной характеристикой жесткости материалаи определяется, как тангенс угла наклона α на прямолинейном отрезке диаграммы растяжения OA (рис.4.5).Модуль упругости определяется силами межатомного взаимодействия и практически не зависит от состава и структуры материала.

.

Рис.4.5. Диаграмма растяжения для определения

количественных характеристик механических свойств

Упругость

Упругость – способность материала восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекращения действия нагрузки.

Выше точки А нарушается пропорциональность между напряжением и деформацией, однако деформация практически является упругой. В материале фиксируются лишь ничтожные доли остаточной деформации, которая называется микропластическая деформация.

Количественной характеристикой упругости является условный предел упругости - напряжение, при котором остаточная микродеформация равна определенной заданной величине в пределах от 0, 001 до 0, 05%.

Условный предел упругости обозначается σ _{0, 05}, размерность - МПа.

Прочность

Прочность является одной из наиболее важных механических свойств металлов и сплавов при оценке их работоспособности.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: