2. Класифікація методів механічних випробувань

Залежно від способу навантаження методи випробування механічних властивостей металів ділять на три групи:

- статичні, коли навантаження зростає поступово і плавно (випробування на розтягування, стиснення, вигин, кручення, зріз, твердість);

- динамічні, коли навантаження зростає з великою швидкістю, ударно (випробування на удар);

- випробування при повторно-змінних навантаженнях, коли навантаження в процесі випробування багато разів змінюється по величині або по величині і знаку (випробування на втому).

Необхідність проведення випробування в різних умовах визначається відмінністю в умовах роботи деталей машин, інструментів і інших металевих виробів.

3. Випробування на розтяг (стиск)

Д ля випробування на розтяг застосовують циліндрові або плоскі зразки певної форми і розмірів за стандартом. Випробування зразків на розтяг проводиться на розривних машинах з механічним або гідравлічним приводом. Ці машини забезпечені спеціальним застосуванням, на якому при випробуванні (розтязі) автоматично записується діаграма розтягу (мал. 2.21).

По вертикальній осі відкладені величини навантажень Р (Н, кгс), по горизонтальній осі — величини абсолютних видовжень Δl (мм). На характер цієї діаграми розтягу впливає розмір зразка. Щоб виключити вплив цього чинника, діаграму будують в координатах напруга σ (Н/м² або кгс/мм²) (навантаження на одиницю площі поперечного перетину робочої частини зразка) — відносне видовження δ (%) (відношення абсолютного видовження до початкової довжини розрахункової частини зразка).

При випробуванні на розтяг визначають наступні характеристики механічних властивостей: межі пропорційності, пружності, текучість, міцності, дійсного опору розриву, відносне видовження і звуження.

Межею пропорційності (умовною) σ_пц називається таке напруження, коли відступ від лінійної залежності між навантаженням і видовженням досягає такої величини, при якій тангенс кута, що утворюється дотичною до кривої навантаження — деформація з віссю навантажень, збільшується, наприклад, на 25 або 50% в порівнянні з первинним значенням:

σ_пц = Р_пц /F₀, (2.1)

де Р_пц — навантаження, відповідне межі пропорційності (умовній).

Межею пружності (умовною) σ_уп називається напруження, при якому залишкове видовження досягає 0,05% від розрахункової величини зразка і визначається по формулі:

σ_0,05 = Р_0,05 /F₀, (2.2)

де Р_0,05 — навантаження, відповідне межі пружності (умовній).

Приймають і менші допуски (до 0,005 %) на величину залишкової деформації (видовження). Величину допуску, що використовується, указують в позначеннях, наприклад σ_0,01, σ_0,02 і т.д.

Межею текучості (фізичною) σ_т називається найменше напруження, при якому зразок деформується (тече) без помітного збільшення навантаження:

σ_т = Р_т /F₀, (2.3)

де Р_т — навантаження, відповідне межі текучості (фізичній).

Межею текучості (умовною) σ_0,2 називається напруження, при якому залишкове видовження досягає 0,2% від розрахункової довжини зразка:

σ_0,2= Р_0,2 /F₀, (2.4)

де Р_0,2 — навантаження, відповідне межі текучості (умовній).

Межею міцності (тимчасовим опором) σ_в називається напруження, що відповідає найбільшому навантаженню Р_в, що обумовлює руйнування зразка:

σ_в= Р_в /F₀. (2.5)

Дійсним опором руйнуванню S_к називається напруження, що визначається відношенням навантаження Р_к у момент розриву зразка до площі поперечного перетину F_к зразка в шийці після розриву:

S_к = Р_к / F_к. (2.6)

Відносним видовженням δ називається відношення абсолютного видовження, тобто збільшення розрахункової довжини зразка після розриву (l_k – l₀) до його первинної розрахункової довжини l₀, виражене у відсотках:

, (2.7)

де l_k — довжина зразка після розриву.

Відносним звуженням ψ називається відношення абсолютного звуження, тобто зменшення площі поперечного перетину зразка після розриву (F_o — F_к), до початкової площі його поперечного перетину, виражене у відсотках:

, (2.8)

де F_к — площа поперечного перетину зразка після розриву.

Відносним подовженням і звуженням характеризується пластичність металу.