Робота стали на розтягнення - основні механічні властивості стали

Якщо піддати зразок розтягування, послідовно збільшуючи навантаження Р, і виробляти при цьому виміри виходять подовжень # 8710; l, то можна побудувати дослідну діаграму розтягування, відкладаючи подовження в функції навантаження.

Для зручності порівняння цю діаграму висловлюють в напружених і відносних подовженнях:

де σ - нормальна напруга;

F - початкова площа перерізу зразка; ε - відносне подовження в процентах;

l0 - початкова довжина зразка.

Величина відносного подовження залежить від довжини і поперечного перерізу зразка і збільшується зі зменшенням відносини. Тому для збереження порівнянності результатів випробувань встановлено два типи зразків - довгий і короткий - з співвідношеннями між довжиною і площею перерізу 1

Досвідчена діаграма розтягування маловуглецевої стали марки Ст. 3 показана на фігурі.

Діаграма розтягування сталі марки Ст. 3

Спочатку залежність між напруженнями і відносними подовженнями визначається законом прямої лінії, т. Е. Вони пропорційні між собою.

Це виражається лінійним рівнянням (залежність Гука)

де Е - постійний коефіцієнт пропорційності, званий модулем пружності при розтягуванні. Для стали Е = 2 100 000 кг / см 2.

Пропорційна залежність між деформацією і напругою має межу. Те найбільшу напругу в матеріалі, при якому починається відхилення від прямолінійної залежності, називається межею пропорційності σпц.

Кілька вище цієї точки лежить межа пружності σуп. відповідний найбільшої деформації, яка повністю зникає після розвантаження. Точне визначення цієї точки на кривій досвідченим шляхом важко, оскільки вона фіксується моментом початку отримання остаточних деформацій після зняття навантаження, що означає перехід матеріалу в пластичну стадію.

Для маловуглецевих сталей при навантаженні вище межі пропорційності крива діаграми розтягування відходить від прямої і, плавно піднімаючись, робить стрибок (утворюючи характерний «зуб»), після чого з незначними коливаннями йде паралельно горизонтальній осі. Зразок подовжується без збільшення навантаження, матеріал тече. Те нормальне напруга, практично постійне, при якому відбувається протягом матеріалу, називається межею плинності σт.

Горизонтальний ділянку діаграми, званий майданчиком плинності, для маловуглецевих сталей знаходиться в межах відносних подовжень від ε = 0,2% до ε = 2,5%. Наявність у матеріалу майданчики плинності є позитивним фактором в роботі сталевих конструкцій.

В інших сталях, що не маловуглецевих, перехід в пластичну стадію відбувається поступово, без площадки плинності і без «зуба». Для них межа пружності і межа плинності, таким чином, принципово не відрізняються один від одного. За межа плинності цих сталей приймається то напруга, при якому залишкова деформація досягає 0,2%.

При знятті навантаження з зразка, який отримав пластичну деформацію, діаграма розвантаження йде по прямій С - D паралельно пружною прямий навантаження.

Коли відносне подовження досягає певної величини (ε ≈ 2,5% для Ст. 3), матеріал припиняє текти і стає знову здатним до опору. Він ніби самоупрочняется. Однак залежність між напруженнями і деформаціями підпорядковується вже криволинейному закону, з швидким наростанням деформацій, після чого в зразку утворюється шийка і, нарешті, відбувається повне руйнування його.

Гранична опірність матеріалу, яка характеризує його міцність, визначається найбільшим напругою в процесі руйнування. Ця напруга називається межею міцності σпч (тимчасовим опором); воно умовно; оскільки при побудові діаграми розтягування напруги, відносять до первісної площі перетину зразка, не враховуючи звуження і утворення шийки.

Повний залишкове подовження, заміряне після руйнування, є мірою пластичності стали.

Таким чином, найважливішими показниками механічних властивостей, що характеризують роботу стали, є: межа плинності, межа міцності і відносне подовження. Ці показники, так само як і хімічний склад, вказуються в сертифікатах, які супроводжують кожну партію металу.

Державним стандартом на поставку будівельної стали гарантуються наступні її механічні характеристики.

1 Н. А. Шапошников, Механічне випробовування металів, Машгиз, 1951.

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов

При дослідному вивченні зразків на розтягнення встановлюється значення межі текучості σт. При цьому в зразках розвиваються нормальні лінійні напруги, т. Е. Має місце одновісне напружений стан. У разі складного напруженого стану (наприклад, плоского напруженого стану, коли зразок розтягується в двох напрямках, або при спільній дії нормальних і дотичних напружень при вигині) перехід в пластичний стан, ...

Малоуглеродистая сталь являє собою однорідне кристалічне тіло, що складається з дрібних кристалів фериту, що утворюють зерна (Fe - чисте залізо), і перліту (суміш цементиту Fe3C з ферритом), розташованого головним чином по стиках феритних зерен і утворює як би «сітку» або вкраплення між зернами. Структура сталі Ст. 3 (мікрошліф Х 80) Перліт значно твердіше фериту і більш крихкий ....

Хіт сезону!

Рукавичка для роботи в саду і городі