Temat

Statyczna próba rozciągania

Statyczna próba rozciągania

Próba rozciągania metali jest to podstawowa próba badania właściwości technologicznych i wytrzymałościowych materiałów. Wartości wyznaczane w trakcie tej próby to:

• Wytrzymałość na rozciąganie R_m - naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej, zarejestrowanej w trakcie próby, odniesionej do przekroju poprzecznego próbki. Wartość wytrzymałości na rozciąganie wyrażona jest wzorem:
  R_m=F_max / S_o
  Jednostką jest megapascal [1MPa = 1N / mm²],

gdzie:
F_max - maksymalna wartość siły rozciągającej w czasie próby,
S_o - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki zmierzone przed zerwaniem

• Granica (wyraźna) plastyczności Re - naprężenie, przy którym występuje wyraźne wydłużenie próbki (tzw. płynięcie materiału) bez wzrostu obciążenia, a czasami nawet przy jego spadku.
  R_e = F_e / S_o
  F_e -wartość siły rozciągającej, przy której następuje wyraźny przyrost wydłużenia,
  S_o - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki zmierzone przed zerwaniem.

Rozróżnia się ponadto:
- Górną granicę plastyczności R_eH - naprężenie rozciągające w momencie pojawienia się nagłego wydłużenia, po którym występuje krótkotrwały spadek obciążenia:
R_eH = F_eH / S_o
- Dolną granicę plastyczności R_eL - najmniejsze naprężenie rozciągające w trakcie płynięcia materiału.
R_eL = F_eL / S_o

• Wydłużenie względne A_n (A₅, lub A₁₀) - określane jako procentowy stosunek trwałego wydłużenia próbki do długości pierwotnej próbki, wyraża się wzorem:
  A_n = (L_u - L_o)⋅100% / L_o,

gdzie:
L_u - długość pomiarowa próbki po zerwaniu (mm)
L_o - pierwotna długość pomiarowa próbki (mm)
n- współczynnik wielokrotności długości pomiarowej (5, lub 10).

• Przewężenie Z - określane jako procentowy ubytek pola przekroju poprzecznego próbki w miejscu zerwania do jej pierwotnego pola powierzchni przekroju w tym miejscu.

Przewężenie wyrażone jest wzorem:
Z_n = (S_o - S_u)⋅100% / S_o = [1-(d_u / d_o)²]⋅100%,

gdzie:
S_u - pole powierzchni przekroju próbki w miejscu zerwania (mm2)
S_o - pierwotne pole przekroju próbki (mm2)
d_u - średnica próbki w miejscu zerwania (mm)
d_o - pierwotna średnica próbki (mm)

Wykres próby rozciągania:

Kształt wykresu zależy od rodzaju materiału - materiały plastyczne (miękkie stale, stopy miedzi, aluminium, itp.) charakteryzują się wykresami podobnymi do pokazanego na rysunku. Materiały kruche (stale utwardzone, żeliwa, itp.) nie posiadają wcale wyraźnej granicy plastyczności - ich wykres jest linia prosta, zakończoną łukiem.

Obciążenie dynamiczne- obciążenia, których wartość i kierunek zmieniają się w stosunkowo krótkim czasie. Zmiany te zachodzą na skutek rozruchu, hamowania lub tez od obciążeń siłami okresowo zmiennymi.

Dzielimy je w zależności od przyspieszeń na:

• stałe

• zmienne

Przy zmiennych przyśpieszeniach przez długi okres czasu zniszczenie konstrukcji może nastąpić na skutek zmęczenia.

Obciążenie statyczne- obciążenia, których wielkości i kierunek nie ulegają zmianie z upływem czasu, a wzrost ich odbywa się powoli i łagodnie.

Zjawisko udaru- zjawisko, które może występować przy bardzo dużych przyśpieszeniach wywołujących gwałtowne zmiany prędkości badanej próbki czy też części konstrukcji.

Próby udarowe- próby, które maja na celu stwierdzenie czy i w jakim stopniu zwiększenie szybkości obciążenia, a zatem i szybkości odkształcenia, wpływa na przejście materiału w stan kruchy.

Doświadczenie wykazuje, że metale przy zwiększonej szybkości odkształcenia wykazują oprócz tego ogólna tendencje do podwyższonej granicy plastyczności i wytrzymałości.

• Ogólnie, niska temperatura wpływa na przejście materiału w stan kruchości.

W podwyższonych temperaturach istnieją pewne charakterystyczne przedziały temperatur, w których przejawia się skłonność metalu do kruchości, co praktycznie wykrywa się za pomocą udarowego zginania w podwyższonej temperaturze.

Próby udarowe mogą również służyć jako kontrola jakości obróbki cieplnej i wykrywanie wad materiałowych.

Próby te dzielimy na:

- udarowa próba rozciągania

- udarowa próba ściskania

- udarowa próba zgniatania

- udarowa próba skręcania

Temat: Statyczna próba rozciągania