Діаграма розтягування стального зразка

Зразок встановлюється у захвати випробної машини і завантажується розтягуючим зусиллям. Самописець випробної машини викреслює діаграму розтягування - графік залежності між навантаженням і абсолютним подовженням зразка. Загальний вигляд такої діаграми, отриманої під час випробування зразка з пластичної сталі, зображено на рис. 1.3.

На початку випробування на діаграмі з’являється криволінійна ділянка, що відповідає обтисненню зразка в захватах випробної машини і ліквідації зазорів між ланками машини. Після цього швидко зростає зусилля майже по прямій лінії ОА до значення Р_пц. ОА - це ділянка пропорційності. Тут залежність між силою Р і подовженням має лінійний характер, тобто на цій ділянці виконується закон Гука. Сила Р_пц – верхня межа ділянки пропорційності. Поряд з точкою А розміщена точка А₁, що обмежує ділянку пружності. за точкою А₁ починається інтенсивний зріст залишкових переміщень. Практично можна вважати, що Р_{пц =}Р_пр.

Щоб виключити з розгляду криволінійну ділянку на початку діаграми, потрібно продовжити її прямолінійну ділянку до осі абсцис в перетині з якою отримана точка О – початок діаграми та системи координат.

Вище точки А діаграма викривлюється, переходячи в горизонтальну ділянку ВС – зону текучості матеріалу, коли деформації зростають без помітного збільшення сили Р. Поведінка металу тут подібна до поведінки в’язкої рідини.

За ділянкою текучості крива знову піднімається - матеріал зміцнюється. Для подальшого деформування сталі сили зростає до значення Р_max.

До точки D залишкові деформації розподіляються рівномірно по всій довжині зразка – зразок залишається циліндричним. У точці D, коли розтягуюча сила досягає максимального значення, залишкові деформації локалізуються, тобто концентруються в якомусь одному, найбільш послабленому перерізі. Тут відбувається місцеве зменшення площі поперечного перерізу стержня, з’являється, так звана, “шийка”.

Оскільки в зоні “шийки” площа поперечного перерізу зразка інтенсивно зменшується, то сила, що потрібна для деформування зразка, теж зменшується; на діаграмі виникає ділянка спадання DK, яка закінчується розривом зразка в точці К при розривному значенні сили Р_Р.

Розглянемо закономірності розвантаження зразка з різних точок діаграми. Якщо навантажити зразок деякою силою в межах ділянки ОА (рис. 1.3) діаграми, а потім повністю зняти навантаження, то лінія розвантаження співпаде з прямою ОА, зразок поновить початкові розміри, тобто деформації зразка у цьому разі будуть пружними.

Якщо розвантажувати зразок, наприклад, від точки Т, то отримаємо діаграму розвантаження у вигляді прямої ТО₂, паралельної до прямої ОА. Тут відрізок ОО₁ відповідає повному подовженню зразка при навантаженні Р_Т; відрізок О₂О₁ – пружній частині подовження, що зникає після зняття навантаження; відрізок ОО₂ – залишковій (пластичній) частині подовження, яка залишається після зняття навантаження.

Із сказаного вище можна зробити висновок, що остаточне залишкове подовження зразка, виміряне після його розриву безпосередньо по двох складених половинках, відповідає відрізку ОО₄ і буде меншим від повного подовження ОО₃ в момент розриву.