Испытание материала на растяжение (лабораторная работа), страница 2

Рис.2. Диаграмма растяжения                     Рис.3. Диаграмма напряжений

           образца                                                           при растяжении

На участке  наблюдается прямая линия, подтверждающая справедливость закона Гука – линейную зависимость между нагрузкой и удлинением. Точка  соответствует нагрузке  – пределу пропорциональности.

Предел пропорциональности – это то наибольшее напряжение, до которого деформации растут пропорционально нагрузке. Определяется он как отношение  к первоначальной площади поперечного сечения образца : .

Несколько выше точки  находится вторая характерная точка . Участок  носит название зоны упругости. До точки  удлинение  весьма мало и исчезает после удаления нагрузки, т.е. является упругим удлинением. За точкой  материал теряет свои упругие свойства и в случае снятия нагрузки образец получает остаточные деформации.

Следовательно, нагрузка  в точке  соответствует пределу упругости.

Предел упругости  – это то наибольшее напряжение, до которого деформации практически остаются упругими.

Точки  и  настолько близки друг к другу, что обычно считают предел упругости и предел пропорциональности совпадающими.

После перехода через точку  удлинение начинает расти быстрее, и на участке  (зона общей текучести – горизонтальная линия), оно растет без дальнейшего повышения растягивающей силы – происходит так называемое течение материала. Нагрузка , при которой материал течет, соответствует пределу текучести.

Пределом текучести  называется наименьшее напряжение, при котором происходит рост деформаций без заметного увеличения нагрузки. Явление текучести, возникновение пластических деформаций связано со сдвигом в кристаллической решетке металла, что приводит к изменению его структуры.

Наглядное подтверждение этому дает появление на полированной поверхности образца, так называемых «линий Людерса – Чернова», наклоненных к оси под углом, близким  и практически совпадающих с плоскостями максимальных касательных напряжений.

В результате изменения структуры материала он вновь приобретает способность сопротивляться деформации, вследствие чего нагрузка снова начинает расти, достигая наибольшего значения  в точке  (участок  – зона упрочнения).

Эту нагрузку  часто называют разрушающей, т.к. на образце в точке  начинает образовываться местное сужение – шейка.

Отношение этой максимальной нагрузки , которую может выдержать образец, к первоначальной площади его поперечного сечения , называется временным сопротивлением или пределом прочности: .