2.3.2 Испытания на растяжение
При лабораторных исследованиях, проводимых на металле, вырезанном из контролируемых элементов, определяют механические свойства. Испытания на растяжение позволяют определить характеристики статической прочности и пластичности материала.
При испытании на растяжение круглый
цилиндрический или плоский образец
нагружается плавно возрастающей силой.
Одновременно с нагружением образца
проводится измерение и механическая
запись его удлинения. Машина автоматически
вычерчивает график
,
где
- сила, растягивающая образец;
- абсолютное приращение длины образца.
Для испытания на растяжение применяют
круглые образцы диаметром 3 мм и более
и плоские толщиной 0,5 мм и более. Начальная
расчетная длина должна быть
или
,
где
- первоначальная площадь поперечного
сечения. Для круглых образцов первого
типа расчетная длина получается равной
пяти диаметрам, а для образцов второго
типа - десяти диаметрам. При испытании
цилиндрических круглых образцов основным
диаметром является 10 мм.
При определении свойств сталей для деталей котлов, трубопроводов и сосудов давления используют следующие характеристики:
физический предел текучести
(МПа) - наименьшее напряжение, при котором
образец деформируется без заметного
увеличения растягивающей силы
.
Физический предел текучести определяют
как:
условный предел текучести - напряжение,
при котором остаточная деформация
достигает 0,2% первоначальной расчетной
длины образца. Он обозначается
и измеряется также в мегапаскалях.
Допускается использование и другой
величины остаточной деформации, например
1%. Тогда применяется условное обозначение
;
временное сопротивление - напряжение,
соответствующее наибольшей нагрузке,
которую выдерживал образец при испытании
на растяжение, отнесенной к площади
первоначального сечения
(МПа), следовательно:
относительное удлинение, измеряемое как отношение приращения расчетной части образца к ее первоначальной длине, выраженное в процентах:
Образцы пластических материалов, к
которым относятся котельные стали, при
растяжении сначала равномерно вытягиваются
в длину и сокращаются в поперечном
сечении. Затем образуется местное
сужение - шейка, и пластическая деформация
ограничивается ее объемом. Относительная
равномерная упругая и пластическая
деформация у пятикратных (коротких) и
десятикратных (длинных) образцов
одинакова. В то же время абсолютная
деформация в шейке одинакова у обоих
типов образцов. Но относительно больше
она у пятикратного, чем у десятикратного,
так как относится к меньшей первоначальной
длине. Относительное удлинение после
разрыва, измеренное на пятикратных
образцах, всегда поэтому оказывается
выше, чем на десятикратных. Относительное
удлинение, определенное на пятикратных
образцах, обозначается как
,
на десятикратных
.
Относительное сужение после разрыва
представляет собой отношение разности
первоначальной площади поперечного
сечения образца и площади поперечного
сечения после разрыва к начальной
площади поперечного сечения, выраженное
в процентах. Обозначается
.
Для перевода результатов испытаний с
определением относительного удлинения
в
или наоборот с учетом пластичности
стали в районе шейки
удобно пользоваться табл. 2.5.
Таблица 2.5