![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Материаловедение
- •1. Атомно-кристаллическое строение материалов
- •1.1 Агрегатные состояния вещества
- •1.2 Аморфное и кристаллическое состояние твёрдых тел
- •1.3 Понятие кристаллической решётки
- •1.4 Структура кристаллов
- •1.5 Поликристаллическое (зернистое) строение материалов
- •1.6 Анизотропия кристаллов
- •1.7 Дефекты кристаллической структуры
- •2. Структура и свойства металлов
- •2.1 Общая характеристика и классификация металлов
- •2.2 Металлическая межатомная связь и модель «электронного газа»
- •2.3 Кристаллическая структура металлов
- •2.4 Полиморфизм металлов
- •3. Формирование микроструктуры металлов
- •3.1 Энергетические причины процесса кристаллизации
- •3.2 Кривые охлаждения металлов
- •3.3 Механизм процесса кристаллизации
- •3.4 Строение слитка металла
- •4. Деформация и механические свойства материалов
- •4.1 Упругая и пластическая деформация материалов
- •4.2 Методы механических испытаний материалов
- •4.3 Испытания материалов на одноосное растяжение. Диаграмма растяжения.
- •4.4 Механизм упругой и пластической деформации.
- •4.5 Наклёп или упрочнение металлов под воздействием
- •4.6 Возврат и рекристаллизация деформированных металлов
- •4.7 Разрушение материалов
4.3 Испытания материалов на одноосное растяжение. Диаграмма растяжения.
В этих испытаниях образец стандартной формы (в виде прутка с утолщениями на торцах) закрепляется в зажимах разрывной машины и к его концам прикладывается плавно нарастающая, растягивающая сила F.
F
S0
F
l0
В процессе испытания измеряется относительное удлинение образца или иначе его деформация ε в %, а также напряжение в образце σ в МПа:
,
(4.2)
В результате получают диаграмму растяжения материала, то есть график зависимости напряжения от деформации.
Рассмотрим типичную для металлов диаграмму растяжения.
На данной диаграмме выделяются 4
характерных участка: ОА, АВ, ВС и СD.
Участок ОА (намерено увеличенный для
наглядности) соответствует упругой
деформации. На этом участке наблюдается
линейная зависимость напряжения от
деформации, то есть
.
Разгрузка образца здесь происходит по
той же линии ОА, но в обратном направлении.
Когда напряжение становится равным
нулю (σ = 0) деформация полностью
исчезает (ε= 0).
Коэффициент пропорциональности Е называют модулем упругости. Его величина характеризует жёсткость материала. Чем больше Е, тем круче участок ОА и, соответственно, выше жёсткость материала.
При напряжении σT нарушается пропорциональность между деформацией и напряжением. Наряду с упругой деформацией появляется пластическая составляющая. Напряжение σT называют пределом текучести. У некоторых пластичных металлов при этом напряжении на диаграмме растяжения наблюдается горизонтальный участок АВ (площадка текучести), на котором пластическая деформация образца происходит без заметного повышения напряжения. В этом случае предел текучести является реальным, физически фиксируемым. Для тех материалов, у которых такой площадки не наблюдается, используют условный предел текучести σ0,2 - это такое напряжение, при котором остаточная пластическая деформация составляет величину 0,2%.
Если напряжение на образце превышает предел текучести (точка F), то деформация образца имеет две составляющие: УПРОСТ. Разгрузка образца в таком случае происходит не по линии нагрузки, а по линии FG, параллельной участку ОА. При этом упругая составляющая деформации исчезает, а пластическая сохраняется.
В точке С наблюдается максимальное напряжение, предшествующее разрушению материала. Это максимальное напряжение σB называют временным сопротивлением или пределом прочности. σT и σВ характеризуют прочность материала. Чем они больше, тем прочнее материал.
Участок CD соответствует появлению и развитию на образце локального сужения (шейки). Фактическое напряжение здесь продолжает увеличиваться за счёт уменьшения площади поперечного сечения образца, но регистрируемое напряжение F / S0 уменьшается. Точка D соответствует разрыву образца.
Площадь под кривой растяжения пропорциональна работе разрушения материала. Чем больше эта площадь, тем больше работа разрушения и соответственно выше вязкость материала
Величину
называют относительным удлинением,
а величину
– относительным сужением.
Обе эти величины характеризуют
пластичность материала. Чем они больше,
тем пластичней материал. Если
,
а
,
то материал считается надёжным.