3.1.2. Характеристики, определяемые при испытаниях на растяжение

Машины для испытаний снабжены прибором, записывающим диаграмму растяжения (рис. 3). Реальная диаграмма растяжения фиксируется в координатах: усилие P – абсолютное удлинение . Эту диаграмму обычно заменяют другой: условное напряжение σ = P / F₀ – относительное удлинение  =  / ₀. Последняя диаграмма не соответствует истинному ходу испытаний, так как сечение и длина образца непрерывно изменяются. Отнесение нагрузки к действительному сечению F позволяет построить диаграмму: истинное напряжение S = P / F – истинное относительное удлинение . Она дает представление о физических процессах, протекающих в материале, и имеет особое значение для прочностных расчетов и технологии обработки металлов давлением.

Рис. 3. Диаграмма растяжения

При испытаниях на растяжение определяют следующие характеристики:

_пц – предел пропорциональности – напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации в точке P_пц с осью нагрузок, увеличивается на 50 % своего значения на линейном участке (рис. 4);

_0,05 – предел упругости – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05% от длины участка образца, равного базе тензометра;

_т – физический предел текучести, отвечающий напряжению, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки  образуется область (площадка) текучести; при наличии пилообразной зависимости () в области текучести определяют верхний и нижний пределы текучести; предел текучести характеризует сопротивление материала пластической деформации; для большинства сплавов площадка текучести на диаграмме растяжения отсутствует, поэтому в испытаниях используется условный предел текучести, который позволяет не зависеть от наличия или отсутствия площадки текучести;

Рис. 4. Определение предела пропорциональности

(mk = 2kn; CD || 0n; AB проводится на произвольной высоте в пределах упругой деформации)

_0,2 – предел текучести условный – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % начальной длины образца; ε = 0,2 % достаточно точно отражает переход от упругих деформаций к пластическим;

_В – временное сопротивление (предел прочности) – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующее разрушению образца и отнесенное к начальной площади его поперечного сечения до испытания;

S_к = P_к / F_к – истинное сопротивление разрыву (разрушению, отрыву), или истинное напряжение разрушения, – отношение усилия в момент разрушения (P_к) к минимальной площади сечения образца в месте разрыва (F_к);

 – относительное сужение после разрыва – отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к начальной площади его поперечного сечения, характеризует пластичность материала;

 – относительное удлинение (после разрыва) – отношение приращения расчетной длины образца _к  ₀ после разрыва к его первоначальной расчетной длине ₀, характеризует пластичность материала;

 – относительное равномерное удлинение – отношение приращения расчетной длины образца Δℓ_р до максимальной нагрузки P_в (рис. 3) к ее первоначальной длине ₀;

E =  /  – модуль упругости – отношение приращения напряжения к соответствующему приращению относительного удлинения в пределах упругой деформации в соответствии с законом Гука:  = E.

Для материалов, используемых в авиационной и ракетной технике, большое значение имеет эффективность материала по массе. В этом случае применяют удельные характеристики, например, и , где d и g – соответственно плотность и ускорение свободного падения.