Испытание на статическое растяжение, определение механических характеристик металла
Здравствуйте! Продолжаем цикл статей об экспертизе металлов и сплавов. Сегодня речь пойдет об основных параметрах, используемых при проектировании и расчете стальных конструкций, то есть механических характеристиках, определяемых при испытании на статическое растяжение, а именно пределе прочности, пределе текучести и относительном удлинении.
Для начала давайте определим, что такое предел прочности, что такое предел текучести и в чем они измеряются. Данные величины характеризуют способность сталей выдерживать прикладываемые к ним нагрузки, определяются в результате испытания на статическое растяжение и измеряются в Мегапаскалях (Мпа), то есть 1 ньютон на 1 квадратный мм сечения (Н/мм2). Для проведения испытаний изготавливают образцы специальных форм и размеров, указанных в ГОСТ, основным из которых является ГОСТ 1497-2023. В процессе испытания образца строится диаграмма растяжения в координатах нагрузки, испытываемой образцом, и изменения его линейного размера (удлинение). Предел текучести является значением, при котором в стали уже начали происходить процессы пластической деформации, то есть образец не вернётся в изначальные размеры после снятия нагрузки. Дальнейшее растяжение влечет за собой пластическую деформацию и рост нагрузки до момента достижения предела прочности (временное сопротивление), после чего образец начинает утоняться и разрушается. После разрушения проводится измерение линейных размеров образца, сравнивается с изначальными размерами и определяется относительное удлинение, которое показывает пластические характеристики стали.
Для более простого понимания описанных выше процессов можно привести пример пружины, работающей на растяжение. Мы тянем пружину, она растягивается, увеличиваясь в длине, отпускаем – пружина возвращается в изначальное состояние, значит, предел текучести не пройден. Затем мы тянем пружину сильнее и видим, что она удлинилась больше привычных для нас значений, отпускаем – пружина уже не возвращается в изначальное состояние, значит, предел текучести преодолён. Продолжаем тянуть пружину дальше, и в один момент она рвётся – это был предел прочности.
Надеемся, что данный материал был полезен и помог разобраться с тем, что такое механические характеристики стали.
О пределах упругости и пропорциональности мы поговорим в следующих статьях.