Характеристики механических свойств стали

Основными характеристиками механических свойств стали являются :временное сопротивление (предел прочности),предел текучести и относительное удлинение. Эти характеристики так же как и химический состав, указываются в сертификате(паспорте),которым сопровождается каждая партия поставляемого металла.

Для определения предела прочности предела прочности текучести и относительного удлинения производятся испытания стандартных образцов на растяжение (рис.2.1) Различают два типа образцов – длинный и короткий, с соотношением между длиной и площадью поперечного сечения.

Рис.2.1 Образцы для испытания на растяжение :

а – круглого сечения диаметром – d ;

b – прямоугольного сечения толщиной а и шириной b

(l₀ – расчетная длина образца)

Для образца с круглым сечением диаметром d площадь мечения. Тогда

поэтому длинные образцы называются десятикратными,а короткие - пятикратными.

Относительное остаточное удлинение, определяемое после разрыва образца и выраженное в процентах.

где l_н - начальная длина образца;

l_к - конечная длина образца(после разрыва)

Например, при первоначальной длине образца l(н) = 90 мм и длине его после разрыва l(н) = 110 мм относительное удлинение равно

Для длинных(десяти кратных) образцов относительное удлинение обозначается & 10, для коротких (пятикратных) - через & 5.

Относительное удлинение & характеризуется пластичностью материала.

Материалы, разрушение которых происходит после значительно остаточной деформации, называются пластичными.

Временно сопротивление (предел прочности) и предел текучести характеризуют прочность материалов.

Рис.2.2 Образец для испытания на ударную вязкость

Так как ударная нагрузка вызывает большие местные перенапряжения, сообщающие стали свойство хрупкости, то ,помимо статических испытаний на растяжение, производят на маятниковом копре испытания на ударную вязкость, результаты которых являются характеристикой работы стали на динамическую нагрузку.

Ударной вязкостью называется работы затраченная на разрушение стандартного образца с выточкой(рис. 2.2) отнесенная к площади его сечения,

Рис.2.3 Зависимость средних значений

ударной вязкости от температуры для

стали : малоуглеродистой Ст. 3 кипящей(1)

и спокойной (2);низколегированной марки

15СНД (3)

P – вес падающего груза в кгс (кн);

Н_н и Н_к – высота на которой находится груз

до и после падения, в м.

F₀ – площадь поперечного сечения образца

в месте выточки в см₂.

Выточка ,уменьшает площадь поперечного сечения образца в месте удара маятника создается для концентрации напряжений и увеличение хрупкости.

На рисунке 2.3 показана зависимость средних значений ударной вязкости от температуры для кипящей и спокойной малоуглеродистой стали марки Ст.3, а также для низколегированной стали марки 15СНД(НЛ - 2)

Испытание на загиб (изгиб) является простейшей технологической пробой, которая характеризует способность стали к местным пластическим деформациям.