Условный предел текучести стали

Условный предел текучести сталиУсловный предел текучести сталиУсловный предел текучести сталиУсловный предел текучести сталиУсловный предел текучести стали

7. Механические свойства

Испытание на растяжение

Модуль продольной упругости. Е, кг/мм 2 ,- постоянная упругости, представляющая собой отношение нормального напряжения к соответствующему относительному удлинению при простом растяжении (сжатии) прямого стержня в пределах применимости закона Гука, т. е. в пределах, когда деформация пропорциональна напряжению. Модуль Е нелегированных и низколегированных сталей равен 2,0-2,2 ×10 4 кГ/мм 2 .

Коэффициент Пуассона, υ или μ — абсолютная величина отношения поперечного укорочения к продольному удлинению при простом растяжении прямого стержня в пределах применимости закона Гука.

Предел упругости, σуп, кГ/мм 2 , — напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой величины, характеризуемой определенным допуском, устанавливаемым техническими условиями (например, 0,001; 0,003; 0,005; 0,03 %). Обозначаются соответственно σ0,001, σ0,002 и т. д.

Предел пропорциональности, σпц или τпц или σp, кГ/мм 2 ,- напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями (от закона Гука) достигает некоторой определенной величины, устанавливаемой техническими условиями (например, увеличение тангенса угла, образуемого касательной к кривой деформации с осью напряжений, на 10, 25, 50% своего первоначального значения).

Текучесть — нарастание во времени пластической деформации материала, не связанное с повышением напряжений.

Предел текучести физический σT или σS, кГ/мм 2 , наименьшее напряжение, вызывающее распространение по рабочей части образца остаточной (пластической) деформации, без заметного увеличения нагрузки, т. е. напряжение, отвечающее нижнему положению площадки текучести в диаграмме растяжения (для материалов, обладающих текучестью).

Предел текучести условный, σ0,2, кГ/мм 2 — напряжение, при котором остаточная деформация образца достигает некоторой определенной величины, устанавливаемой техническими условиями (большей, чем это установлено для определяемого предела упругости). Если допуск особо не оговорен, подразумевается 0,2%.

Предел прочности (временное сопротивление разрыву), σпч или σb, кГ/мм 2 ,- условное (т. е. относящееся к исходной площади поперечного сечения образца) напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествовавшей разрушению образца.

Истинное сопротивление разрыву, Sk, кГ/мм 2 ,- истинное нормальное напряжение в момент разрыва в наименьшем поперечном сечении образца в месте разрыва.

Относительное удлинение образца при разрыве, δ, %, -отношение остающегося приращения расчетной длины образца (после разрыва) к ее исходной величине.

Индексы при символах δs и δ10 обозначают отношение расчетной длины образца к его диаметру.

Относительное сужение (сужение), ψ, %, -отношение уменьшения площади наименьшего поперечного сечения образца (после разрыва) к исходной площади поперечного сечения.

Испытание на кручение

Сдвиг при кручении (относительный), γ — отношение длины дуги поворота (сдвига) окружности одного поперечного образца относительно окружности другого его поперечного сечения к расстоянию между этими сечениями, выраженное в процентах или отвлеченным числом.

Сдвиг разделяется на упругий, исчезающий после снятия нагрузки, и остаточный, остающийся после снятия нагрузки.

Модуль сдвига, G, кГ/мм 2 ,- постоянная упругости, представляющая собой отношение касательного напряжения к соответствующему углу сдвига в пределах применимости закона Гука.

Предел упругости при кручении, τуп или τe, кГ/мм 2 ,- наибольшее касательное напряжение (вычисленное условно по формулам для упругого кручения), при котором наибольшие остаточные удлинения или сдвиг на поверхности образца достигают впервые некоторой величины, характеризуемой определенными допусками, устанавливаемыми для них техническими условиями (напр. 0,001; 0,002; 0,003; 0,005; 0,03%). Обозначаются соответственно τ0,001; τ0,002 и т. д.

Предел пропорциональности при кручении, τпц или τр кГ/мм 2 — наибольшее касательное напряжение (вычисленное условно по формулам для упругого кручения), при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями (от закона Гука) по поверхности образца достигает некоторой определенной величины, устанавливаемой техническими условиями, большей, чем это установлено для определяемого предела упругости (например, уменьшение тангенса угла, образуемого касательной кривой деформации с осью деформации на 10, 25, 50% своего первоначального значения).

Предел текучести при кручении (условный), τ0,3, кГ/мм 2 — касательное напряжение, вычисленное условно по формулам для упругого кручения, при котором остаточные деформации удлинения или сдвига по поверхности образца достигают 0,2%; 0,3% или другой, ранее установленной величины того же порядка, соответственно требованиям технических условий.

Условный предел прочности при кручении, τпч кГ/мм 2 ,- наибольшее касательное напряжение, вычисленное по формулам для упругого кручения и отвечающее наибольшему скручивающему моменту, предшествовавшему разрешению образца.

Истинный предел прочности при кручении, tk кГ/мм 2 — наибольшее касательное напряжение, вычисленное по формуле для кручения с учетом пластической деформации и отвечающее наибольшему скручивающему моменту, предшествовавшему разрушению образца.

Относительный угол закручивания образца — отношение разности углов поворота двух сечений образца к расстоянию между ними при испытании на кручение образцов постоянного сечения или предел этого отношения.

Испытание на выносливость (усталость)

Усталость — процесс постепенного возникновения и затем развития трещины в материале под влиянием многократно повторяемых силовых воздействии на него.

Установившийся режим переменных напряжений — переменные напряжения с постоянными амплитудой, частотой и формой зависимости напряжения от времени.

Цикл напряжений — совокупность напряжений за один полный период при установившемся (простом периодическом режиме) нагружении.

Растягивающие напряжения считаются положительными, а сжимающие — отрицательными. При касательных напряжениях положительное направление выбирается произвольно.

Цикл характеризуется наибольшим σмакс и наименьшим σмин значениями напряжений для нормальных напряжений и соответственно τмакс и τмин и периодом Т, т. е. длительностью одного цикла.

Наибольшее напряжение цикла σмакс — наибольшее по алгебраической величине напряжение цикла.

Наименьшее напряжение цикла σмин — наименьшее по алгебраической величине напряжение цикла.

Среднее напряжение цикла

Условный предел текучести стали

алгебраическая полусумма наибольшего и наименьшего напряжений цикла.

Условный предел текучести стали

алгебраическая полуразность наибольшего и наименьшего напряжений цикла.

Симметричный цикл — цикл с наибольшими и наименьшими напряжениями, одинаковыми по величине, но противоположные по знаку; коэффициент нессиметрии r = — 1.

Несимметричный цикл — цикл с неодинаковым по величине наибольшим и наименьшим напряжениями.

Знакопостоянный цикл — несимметричный цикл с наибольшим и наименьшим напряжениями одинаковых знаков.

Знакопеременный цикл — цикл с наибольшим и наименьшим напряжениями разных знаков.

Отнулевой цикл, пульсирующий цикл, нерекомендуемый термин,- несимметричный цикл, у которого наибольшее и наименьшее напряжения равны нулю. При применении термина следует указывать знак цикла.

Читать также:  Skil официальный сайт электроинструмент

Коэффициент несимметрии цикла

Условный предел текучести стали

отношение наименьшего напряжения цикла к наибольшему напряжению цикла, взятое с алгебраическим знаком.

Предел выносливости при симметричных циклах — наибольшее для материала напряжение, которое он может выдержать повторно без разрушения N раз, где N — заданное техническими условиями большое число (например, 10 6 , 10 7 , 10 8 ).

Предел ограниченной выносливости — наибольшее напряжение цикла, которое материал может выдержать при заданном Noгр раз, где Nогр меньше N.

Предел выносливости при данном r, кГ/мм 2 — наибольшее напряжение цикла (σмакс, σмакс), которое может выдержать образец заданное число N циклов нагружения.

Предел выносливости при симметричном знакопеременном цикле обозначается σ-1 или τ-1.

Испытание на ползучесть и на длительную прочность

Ползучесть (крип) — медленное нарастание во времени пластической деформации материала при силовых воздействиях, меньших, чем те, которые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности.

Предел ползучести — σпл, τпл — наибольшее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени не превышают величины, установленной техническими условиями.

Скорость ползучести, v, % час — скорость пластической деформации при ползучести в данный момент времени и при данном напряжении.

Деформация ползучести — величина пластической деформации образца в процессе ползучести за данный промежуток времени.

Испытание на ударную вязкость

Работа разрушения при ударном изгибе — работа, расходуемая для ударного излома образца данного типа.

Ударная вязкость, аk , кГм/см 2 ,- работа, затраченная на разрушение при изгибе, отнесенная к рабочему поперечному сечению образца.

Разрушение материала — макроскопическое нарушение сплошности материала в результате тех или иных действий на него.

Пластическое разрушение — разрушение, связанное с предшествовавшей разрушению пластической деформацией материала.

Хрупкое разрушение — разрушение, не связанное с заметной пластической деформацией.

Испытание на твердость

Твердость H — свойство материала оказывать сопрогивление при местных контактных воздействиях пластической деформации пли хрупкому разрушению в поверхностном слое при определенных условиях испытания.

Макротвердость — твердость материала, определяемая по сопротивлению пластической деформации такого по величине объема, при котором не сказывается различие в действительной твердости его отдельных микрообъемов.

Микротвердость — твердость материала в его микроскопически малых объемах.

Твердость по Бринелю, НБ ( или НB , кГ/мм 2 — твердость териала, определяемая путем вдавливания в него стального шарика при стандартных условиях испытания и вычисляемая как частное от деления нагрузки на поверхность полученного отпечатка, у которого диаметр измеряется после удаления нагрузки, а радиус поверхности условно принимается равным радиусу шарика.

Твердость по Бринелю может быть вычислена по формуле

Условный предел текучести стали

где Р — нагрузка, кГ; D — диаметр шарика, мм; d — диаметр отпечатка, мм. Иногда твердость обозначается так: HB10/3000/15, где 10 — диаметр шарика, мм; 3000 — нагрузка, кГ; 15 — выдержка под нагрузкой, сек. Для получения подобных отпечатков при шариках диаметрами 5 и 2,5 мм (D5, D2,5) нагрузку выбирают пропорционально квадрату диаметра шарика. В этих случаях условия испытаний обозначают так: 5/750/15 или 2,5/50.

Твердость по отпечатку конусом, НК , кГ/мм 2 — твердость материала, определяемая путем вдавливания в него стального конуса с углом при вершине в 90° и вычисляемая как частное от деления нагрузки на боковую поверхность полученного отпечатка, у которого диаметр основания измеряется после удаления нагрузки, а угол при вершине отпечатка условно принимается равным углу конусного наконечника.

Твердость по Роквеллу, HRB , HRC , HRA — твердость материала, определяемая путем вдавливания стального шарика или алмазного конуса стандартных размеров и измеряемая в условных единицах с помощью разных шкал по приращению остающейся глубины погружения при переходе от малого стандартного груза к большому.

Применяются наконечники алмазного конуса с углом 120° и стальные шарики с диаметром 1,588 мм (1/16 дюйма); 3,175 мм (1/8 дюйма); 6,350 мм (1/4 дюйма).

Числа твердости получаются вычитанием разности глубин (мм), на которые вдавливается наконечник под действием двух приложенных к нему нагрузок — предварительной, равной 10 кГ, и общей (предварительной + основной) из некоторой постоянной. Для испытаний, производимых с шариковым наконечником, эта постоянная равна 0,26, для испытаний с алмазным наконечником — 0,2.

Число твердости по Роквеллу — число отвлеченное; оно обозначается знаком HR с добавлением к индексу обозначения шкалы А, В, С, по которой производилось испытание, например:

Условный предел текучести стали

Число твердости по Роквеллу выражается формулой

Условный предел текучести стали

где h — предварительная глубина внедрения стального шарика или алмазного конуса под действием нагрузки в 10 кГ;

h1 — окончательная глубина внедрения стального шарика или алмазного конуса под действием нагрузки в 60, 100 или 150 кГ после ее снятия и оставления нагрузки в 10 кГ;

k — постоянная величина, равная для шарика 0,26, для конуса 0,2;

c — углубление шарика или конуса на 0,002 мм, соответствующее одному делению циферблата индикатора.

Твердость по отпечатку пирамиды Нп, HV или НD твердость материала, определяемая путем вдавливания в него алмазной четырехгранной пирамиды стандартных размеров. Она вычисляется как частное от деления стандартной нагрузки (кГ) на поверхность полученного отпечатка (мм), у которого диагонали основания измеряются после удаления нагрузки, а углы при вершине отпечатка условно принимаются равными углам при вершине пирамидального наконечника (136°). Число твердости получают путем деления нагрузки (кГ) на поверхность отпечатка (мм 2 ), вычисленную по его диагоналям.

Число твердости определяется по формуле

Условный предел текучести стали

где Р — нагрузка на пирамиду, кГ;

α — угол между противоположными гранями пирамиды (α = 136°);

d — среднее арифметическое обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм.

Твердость по царапанию, Hц — твердость материала, определяемая путем царапания его поверхности стандартным наконечником в определенных условиях.

Твердость по отскоку (способ по Шору), Нот или Hsh — твердость материала, определяемая при падении на него бойка в стандартных условиях и измеряемая в условных единицах по высоте отскока бойка.

Испытание твердости методом упругого отскока. При испытании твердости по этому способу измеряют величину отскакивания стандартного бойка, свободно падающего с постоянной высоты. Боек изготовляют из стали с алмазом на его конце.

Ниже в таблице приводятся данные для пересчета с одной шкалы твердости в другую.

B — магнитная индукция

B max — максимальная индукция для данного цикла намагничивания

B r — остаточная магнитная индукция

B s — магнитная индукция насыщения

с — удельная теплоемкость

C Э — углеродный эквивалент

E — модуль нормальной упругости

f — стрела прогиба, частота

Читать также:  Лампа дрв 250вт е40

G — модуль сдвига, электропроводность

H — микротвердость , напряженность магнитного поля

Hc — коэрцитивная сила

HB — твердость по Бринеллю

HRA , HRB , HRC Э — твердость по Роквеллу , соответственно шкалы А, В, С

HSh — твердость по Шору

HV — твердость по Виккерсу

G Ic — критическая интенсивность освобождения энергии деформации при максимальном стеснении пластической деформации

J Ic — критическое значение —интеграла при максимальном стеснении пластических деформаций и разрушении нормальным отрывом

K Ic — критический коэффициент интенсивности напряжений (вязкость разрушения)

K c — условный критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра

K f — коэффициент выносливости

K Q — расчетное значение коэффициент интенсивности напряжений

K σ — коэффициент концентрации динамических напряжений

KC — ударная вязкость (образцов без надреза)

KCT — ударная вязкость (образец с предварительно созданной трещиной)

KCU — ударная вязкость (образец с U -образным надрезом)

KCV — ударная вязкость (образец с V -образным надрезом)

KV — работа удара

M д — температура начала мартенситного превращения при пластическом деформировании

М к — температура конца мартенситного превращения при охлаждении

М н — температура начала мартенситного превращения при охлаждении

R — электрическое сопротивление

S э — степень эвтектичности

T 50 — температурный порог хрупкости

Ra — среднее арифметическое отклонение профиля

Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам

α — температурный коэффициент линейного расширения

l — начальная расчетная длина образца

l — длина образца после разрыва

δ — относительное удлинение при разрыве

δц — циклическая вязкость

δс — раскрытие вершины трещины при максимальной нагрузке

ε — деформация, линейная усадка

η — вязкость динамическая

λ s — магнитоскрипция при насыщении

μ — магнитная проницаемость, коэффициент Пуассона (коэффициент поперечного сжатия)

ν — кинематическая вязкость

ρ — удельное электросопротивление

F — минимальная площадь поперечного сечения рабочей части образца после его разрыва

F — начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца

ψ — относительное поперечное сужение

σ — начальное напряжение

σ в — временное сопротивление при растяжении

σвк — временное сопротивление образца с концентратом напряжений (с надрезом)

σт — предел текучести физический

σ ,2 — предел текучести условный

σ ,2сж — предел текучести условный при сжатии

σ ,001 , σ ,005, σ ,05 — предел упругости условный с допуском на остаточную деформацию соответственно 0,001; 0,005; 0,05 %

σсж — предел прочности при сжатии

σизг — предел прочности при изгибе

σ –1 — предел выносливости при знакопеременном изгибе с симметричным циклом нагружения

Условный предел текучести стали — предел выносливости при знакопеременном изгибе с симметричным циклом нагружения

σ –1р — предел выносливости при растяжении — сжатии

Условный предел текучести стали — предел длительной прочности соответственно для базы испытаний 10, 100 и 1000 ч при температуре Т

Условный предел текучести стали — предел ползучести при температуре Т, создающий остаточную деформацию 1 % за 1000 ч

Условный предел текучести стали — предел ползучести при температуре Т, характеризующийся скоростью деформации

τ — касательное напряжение

τв — предел прочности на срезе

τ –1 — предел выносливости при знакопеременном кручении

n — коэффициент запаса

n т — коэффициент запаса по пределу текучести

n в — коэффициент запаса по временному сопротивлению

n д — коэффициент запаса по пределу длительной прочности

n п — коэффициент запаса по пределу ползучести

Условный предел текучести сталиПроизводство проката подразумевает изготовление огромного количества разновидностей конструкционных сталей. Сооружения во время эксплуатации испытывают сложные нагрузки на растяжение, сжатие, удары, изгиб или действующие одновременно и в комплексе. Для тяжелых и сложных условий работы конструкций, механизмов и сооружений требуется обеспечить долговечность, безопасность и надежность работы, в связи с чем к металлу, как к основному конструкционному материалу, предъявляются повышенные требования.

Главным в расчете конструкций является стремление уменьшить сечение стальных конструкций современных узлов для снижения их массы и экономного расходования материала без уменьшения несущей способности сооружения. В зависимости от условий работы, требования к сталям изменяются, но существуют стандартные, которые являются важными и применяются в процессе расчетных работ. Конструкционная сталь должна соответствовать высоким прочностным характеристикам при достаточной пластичности материала.

Предел текучести – немаловажная условная физическая величина, непосредственно используемая в расчетных формулах. Применение этого показателя в качестве основы при расчете конструкции на прочность является обоснованным, так как при эксплуатации в сооружении появляются необратимые изменения линейных размеров, что приводит к разрушению формы изделия и выходу его из строя. Повышение этой характеристики дает возможность уменьшить расчетные сечения материала и вес металлических конструкций и позволяет повысить рабочие нагрузки.

Пределом текучести металлов называют характеристику стали, показывающую критическое напряжение, после которого продолжается деформация материала без повышения нагрузки. Это важный показатель измеряется в Паскалях (Па) или МегаПаскалях (МПа), и позволяют рассчитывать предел допустимых напряжений для пластичных сталей.

После того как материал преодолеет предел текучести, в нем происходят необратимые деформации, изменяется структура кристаллической решетки, происходят пластические изменения. Если растягивающее значение силы увеличивается, то после прохождения площадки текучести продолжают увеличиваться деформации сталей.

Часто понятие текучести сталей называют напряжением, при котором начинается необратимая деформация, не определяя различия с пределом упругости. Но в реальных условиях значение показателя предела текучести превышает предел упругости на величину около 5%.

Общие сведения и характеристики сталей

Сталь относят к ковкому деформируемому сплаву на основе железа с углеродом и добавками других элементов. Выплавляют материал из чугунных смесей с металлическим ломом в мартеновских, электрических и кислородных конверторных печах.

Равновесное состояние в структуре сталей

Условный предел текучести сталиСформировавшаяся кристаллическая решетка металла зависит от количества содержащегося в них углерода и определяется по структурной диаграмме в соответствии с процессами в этом сплаве. Например, решетка стали, в которой содержится до 0,06% углерода, имеет зернистую структуру и является ферритом в чистом виде. Прочность таких металлов небольшая, но материал обладает высоким пределом ударной вязкости и текучести. Структуры сталей в состоянии равновесия подразделяются:

  • ферритная;
  • перлитно-ферритная;
  • цементитно-ферритная;
  • цементитно-перлитная;
  • перлитная;

Влияние содержание углерода на свойства сталей

Изменения главных составляющих цементита и феррита определяются свойствами первого по закону аддитивности. Увеличение процентной добавки углерода до 1,2% позволяет повысить прочность, твердость, порог хладоемкости на 20ºС и предел текучести. Повышение содержания углерода изменяет физические свойства материала, что иногда приводит к ухудшению технических характеристик, таких как способность к свариванию, деформации при штамповках. Отличным свариванием в конструкциях обладают низкоуглеродистые сплавы.

Добавки марганца и кремния

Марганец вводят в состав сплава в качестве технологической добавки для увеличения степени раскисления и уменьшения вредного воздействия серных примесей. В сталях он присутствует в виде твердых составляющих в количестве не более 0,8% и не оказывает существенного влияния на свойства металла.

Читать также:  Погрешность базирования в тисках

Кремний действует в составе сплава аналогичным образом, добавляется при процессе раскисления в количестве не больше 0,38%. Для возможности соединения деталей сваркой содержание кремния не должно быть больше 0,24%. На свойства сталей кремний в составе сплава не влияет.

Примеси серы и фосфора

Условный предел текучести сталиПределом содержания серы в сплаве является порог в 0,06%, она содержится в виде хрупких сульфитов. Повышенное содержание примеси существенно ухудшает механические и физические свойства сталей. Это выражается в уменьшении пластичности, предела текучести, ударной вязкости, сопротивления истиранию и коррозии.

Содержание фосфора также ухудшает качественные показатели металлических сплавов, предел текучести после увеличения фосфора в составе повышается, но снижается вязкость и пластичность. Стандартное содержание примеси в сплаве регламентируется интервалом от 0,025 до 0,044%. Наиболее сильно фосфор ухудшает свойства сталей при одновременном высоком показателе добавок углерода.

Азот и кислород в сплаве

Эти вещества загрязняют сталь неметаллическими примесями и ухудшают ее механические и физические показатели. В частности, это относится к порогу вязкости и выносливости, пластичности и хрупкости. Содержание в сплаве кислорода в размере больше, чем 0,03% вызывает быстрое старение металла, азот увеличивает ломкость и повышает со временем деформационное старение. Содержание азота увеличивает прочность, тем самым понижая предел текучести.

Легирующие добавки в составе сплавов

К легированным относят стали, в которые специально вводятся в определенных сочетаниях элементы для повышения качественных характеристик. Комплексное легирование дает наилучшие результаты. В качестве добавок применяют хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан и другие.

Легированием повышают предел текучести и другие технологические свойства, такие как ударная вязкость, сужение и возможность прокаливания, снижение порога деформации и растрескивания.

Испытание сталей

Чтобы полностью изучить свойства материала и определения предела текучести, пластических деформаций и прочности проводят испытание образцов металла до полного разрушения. Испытание проводят при действии нагрузок следующего вида:

  • Условный предел текучести сталистатической нагрузкой;
  • циклической категории (на выносливость или усталость);
  • растяжение;
  • изгиб;
  • кручение;
  • реже на сочетающиеся нагрузки, например, изгиб и растяжение.

Определение пределов испытательных нагрузок производят в стандартных условиях, с применением специальных машин, которые описаны в правилах Государственных стандартов.

Испытание образца для определения предела текучести

Условный предел текучести сталиДля этого берут образец цилиндрической формы размером 20 мм, расчетной длиной 10 мм и применяют к нему нагрузку растяжением. Понятие расчетной длины обозначает расстояние между рисками, нанесенными на более длинном образце для возможности захвата. Для проведения испытания определяют зависимость между увеличением растягивающей силы и удлинением испытательного образца.

Все показания испытания автоматически отображаются в виде диаграммы для наглядного сравнения. Ее называют диаграммой условного растяжения или условного напряжения, график зависит от первоначального сечения образца и первоначальной его длины. Вначале увеличение силы приводит к пропорциональному удлинению образца. Такое положение действует до предела пропорциональности.

После достижения этого порога график становится криволинейным и обозначает непропорциональное увеличение длины при равномерном повышении нагрузки. Дальше следует определение предела текучести. До тех пор, пока напряжения в образце не превосходят этого показателя, то материал с прекращением нагрузки может вернуться в первоначальное состояние относительно размеров и формы. На практике испытательного процесса разница между этими пределами невелика и не стоит особого внимания.

Предел текучести

Если продолжать увеличивать нагрузку, то наступает такой момент испытания, когда изменение формы и размеров продолжается без увеличения силы. На диаграмме это показывается горизонтальной прямой (площадкой) текучести. Фиксируется максимальное напряжение, при котором увеличивается деформация, после прекращения наращивания нагрузки. Этот показатель называется пределом текучести. Для стали Ст. 3 предел текучести от 2450 кг на квадратный сантиметр.

Условный предел текучести

Условный предел текучести сталиМногие металлы при испытании дают диаграмму, на которой площадка текучести отсутствует или плохо выражена, для них применяется понятие условного предела текучести. Это понятие определяет напряжение, которое вызывает остаточное изменение или деформацию в пределе 0,2%. Металлами, к которым применяется понятие условного предела текучести, служат легированные и высокоуглеродистые стали, бронза, дюралюминий и другие. Чем пластичнее сталь, тем больше показание остаточных деформаций. К ним относят алюминий, латунь, медь и низкоуглеродистые стали.

Испытания стальных образцов показывает, что текучесть металла вызывает значительные сдвиги кристаллов в решетке, и характеризуется появлением на поверхности линий, направленные к центральной оси цилиндра.

Предел прочности

После изменения на некоторую величину происходит переход образца в новую фазу, когда после преодоления предела текучести, металл снова может сопротивляться растяжению. Это характеризуется упрочнением, и линия диаграммы снова поднимается, хотя повышение происходит в более пологом проявлении. Появляется временное сопротивление постоянной нагрузке.

После достижения максимального напряжения (предела прочности) на образце появляется участок резкого сужения, так называемой шейки, характеризующейся уменьшением площади поперечного сечения, и образец рвется в самом тонком месте. При этом значение напряжения резко падает, уменьшается и величина силы.

Сталь Ст.3 характеризуется пределом прочности 4000–5000 кГ/см2. Для высокопрочных металлов такой показатель достигает предела 17500 кГ/см3 этот.

Пластичность материала

Характеризуется двумя показателями:

  • остаточное относительное удлинение;
  • остаточное сужение при разрыве.

Для определения первого показателя измеряют общую длину растянутого образца после разрыва. Чтобы это сделать, складывают две половинки друг с другом. Измерив длину, высчитывают процентное отношение к первоначальной длине. Прочные сплавы менее подвержены пластичности и показатель относительного удлинения снижается до 63 эта11%.

Вторая характеристика рассчитывается после измерения наиболее узкой части разрыва и высчитывается в процентном отношении к первоначальной площади среза образца.

Хрупкость сталей

Условный предел текучести сталиСвойством, противоположным пластичности, является показатель хрупкости материала. Хрупкими металлами считают чугун, инструментальную сталь. Деление сталей на хрупкие и пластичные производится условно, так как для определения этого показателя имеет значение условия работы или испытания, скорость повышения нагрузки, температура окружающей среды.

Некоторые материалы в разных условиях ведут себя совсем не как хрупкие. Например, чугун, расположенный так, что зажат со всех сторон, не разрушается даже при больших нагрузках и возникающих внутри напряжениях. Сталь с проточками характеризуется повышенной хрупкостью. Отсюда вывод, что гораздо целесообразнее испытывать не пределы хрупкости, а определять состояние материала, как пластичное или хрупкое.

Испытания сталей для определения физических и технических свойств делаются с целью получить достоверные данные для произведения работ при строительстве и создания конструкций в хозяйстве.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *