Испытания материала на растяжение
Для определения механических характеристик материала нужно провести испытание образца на специальных прессах. Образец для испытания обычно круглого или квадратного поперечного сечения длинной L. Для закрепления концы образца имеют утолщение для закрепления машине для испытаний.
До начала испытания измеряется площадь поперечного сечения образца (F) и его длина (L). Значения нагружаемой силы и изменение длинны образца измеряются специальными устройствами в каждый момент времени. Нагрузка на образец увеличивается плавно.
Машины для испытаний оборудованы записывающими приборами, Эти приборы во время испытания чертят график зависимости удлинения от прикладываемой нагрузки. Получаемый график называется диаграмма растяжения-сжатия (диаграмма Бернулли).
Рассмотрим диаграмму растяжения-сжатия (рис 1) данная диаграмма для образца марки стали Ст3. В начале диаграммы до точки А, отношение удлинения к силе является линейной зависимостью. Затем диаграмма искривляется и с некоторой точки начинается значительное удлинение образца без значительного увеличения нагрузки (текучесть). Участок ВС на диаграмме это площадка текучести.
Точка В на диаграмме это критическая точка при ее достижении на полированной поверхности образца появляются полоски параллельные между собой под углом 45 градусов к оси образца, далее появляются еще линии пересекающие первые линии с наклоном так же 45 градусов. Данная система линий называется линии Людерса-Чернова соответствуют они площадкам с наибольшими касательными напряжениями.
После точки С на диаграмме образец начинает удлиняться быстрее роста нагрузки. Количество линий Людерса-Чернова увеличивается до того что они сливаются. Данный участок назван упрочнение.
В верхней точке диаграммы D на образце образуется сужение шейка, которая появляется в результате накопления деформаций сдвига.
Сопротивление растяжению быстро уменьшается и образец разрывается в точке К.
Разрыв образца происходит в месте образования шейки под углом 45 градусов к оси образца, при этом на одной части образуется впадина, а на другой выступ.
Полную деформацию показанную на диаграмме можно разделить на две части. Первая часть это упругая деформация деформация которая исчезает при снятии нагрузки. И пластическая (остаточная) деформация которая не исчезает после снятия нагрузки, или вообще ведет к разрушению. По диаграмме растяжения можно для любого материала определить основные механические свойства, максимальное напряжение, предел текучести и т.д.