Материал: Экспериментальные методы исследований. Калинин Ю.Е

4.3. Испытания на растяжение

Испытание на одноосное растяжение является основным источником информации о характеристиках прочности и пластичности конструкционных материалов. При этом используют как цилиндрические, так и плоские образцы (рис. 4.3), головки которых вставляют в захваты разрывной машины, но чаще всего - цилиндрические образцы (их называют также круглыми). Плоские образцы применяют главным образом для оценки свойств листового материала.

Цилиндрический образец характеризуется диаметром рабочей части do, длиной рабочей части l, начальной расчетной длиной lо. Расчетную длину lо, которая меньше l, выбирают так, чтобы исключить влияние головок образца на результаты испытаний.

Размеры образца не влияют на результат определения относительного удлинения после разрыва, если соблюдается условие геометрического подобия образцов: lо/Fo = const, где Fо - площадь поперечного сечения в рабочей части образца. В со-

ответствии с ГОСТом lо = 11,3 F0 и lо = 5,65 F0 , т. е. соот-

ветственно lо = 10d0 и lо = 5do (так называемые десятикратные и пятикратные образцы). Для литых сплавов допускается lо =

2,82 F0 , т. е. lо = 2,5d0 .

Образцы вытачивают из заготовок, вырезанных из тех участков изделия, свойства которых контролируются. Наиболее часто используют небольшие гагаринские образцы с do = 6 и lо = 30 мм. При определении свойств в тонких сечениях изделий в порядке исключения применяют микрообразцы с do <

l мм.

В случае литых деталей важно знать влияние литейной корки (поверхностного слоя отливки) на механические свойства. Для этого испытывают отдельно отлитые в песчаную форму или в кокиль, а также прилитые к детали образцы.

157

формации) от абсолютного удлинения l (рис. 4.4). Кривые Р -

l называют первичными диаграммами растяжения или про-

сто кривыми растяжения. На рис. 4.4 приведены четыре типа кривых растяжения. Тип I - образование ярко выраженной шейки перед разрывом. Тип II отличается от типа I наличием зуба и площадки текучести (или только площадки текучести). Тип III - равномерное удлинение без образования ярко выраженной шейки при пластической деформации вплоть до разрушения. Тип IV — хрупкое разрушение.

По определенным точкам на кривой растяжения рассчитывают стандартные характеристики сопротивления материала деформации и разрушению, причем выражают их через условные растягивающие напряжения P / F0 (в мегапас-

калях). Эти напряжения условны в том смысле, что нагрузку делят не на истинную площадь поперечного сечения образца в тот момент, когда действует нагрузка Р, а на начальную площадь поперечного сечения F0. Кривые Р - l одновременно являются и кривыми - l, только с другим масштабом по оси ординат.

Рассмотрим механические параметры конструкционных материалов, определяемые в испытаниях на растяжение, с помощью схемы на рис. 4.5 (кривая растяжения I типа). Разрушенный образец показан на рис. 4.6.

Предел пропорциональности пц Рпц / F0 - это макси-

мальное напряжение, при котором еще выполняется закон Гука. Нагрузка Рпц соответствует точке п перехода от прямолинейного к криволинейному участку на диаграмме растяжения. Так как такой переход очень плавный, то определяют условный предел пропорциональности, соответствующий точке, в которой отклонение от линейного закона изменения нагрузки достигает заданной величины: тангенс угла наклона касательной в этой точке на 50 % больше, чем на начальном прямолинейном участке.

159