Предел прочности в чем измеряется: Предел текучести стали — в чем измеряется и как определить

Содержание

gaz.wiki - gaz.wiki

Navigation

  • Main page

Languages

  • Deutsch
  • Français
  • Nederlands
  • Русский
  • Italiano
  • Español
  • Polski
  • Português
  • Norsk
  • Suomen kieli
  • Magyar
  • Čeština
  • Türkçe
  • Dansk
  • Română
  • Svenska

ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - это... Что такое ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ?

ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

       

(см. ПРОЧНОСТИ ПРЕДЕЛ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

.

  • ВРЕМЕНИ ИЗМЕРЕНИЕ
  • ВРЕМЯ

Смотреть что такое "ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ" в других словарях:

  • временное сопротивление — Предел прочности при растяжении. [Конструкционные материалы / Гл. ред. А.Т. Туманов]. Единица измерения Па [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва… …   Справочник технического переводчика

  • Временное сопротивление — 14. Временное сопротивление sв Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Pmax, предшествующей разрушению образца Источник: ГОСТ 12004 81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение оригинал документа Смотри та …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • временное сопротивление — [tensile strength] предел прочности максимального напряжения на кривой σ ε при испытании материала на растяжение; обозначается σв единица измерения 1 Н/м2; Смотри также: Сопротивление электрическое сопротивление …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — то же, что предел прочности …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОРОДЫ СЖАТИЮ — см. Предел прочности породы на сжатие. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 …   Геологическая энциклопедия

  • временное сопротивление при растяжении — прочность на растяжение — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы прочность на растяжение EN tensile strength …   Справочник технического переводчика

  • временное сопротивление растяжению — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN ultimate tension …   Справочник технического переводчика

  • Временное сопротивление материала при 20 °С, МПа (кгс/см2) — σв20 Источник: ГОСТ 25859 83: Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Временное сопротивление при растяжении — Временное сопротивление при растяжении, Н/мм напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке перед разрывом. [ГОСТ 10922 2012] Рубрика термина: Виды арматуры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Временное сопротивление разрыву — – значение напряжения в образце арматурного стержня или проволоки при испытании с заданной скоростью относительных удлинений, определенное по разрывающему усилию и номинальной площади поперечного сечения. [СТ СЭВ 1406 78] Рубрика термина:… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов


Multitran dictionary

English-Russian forum   EnglishGermanFrenchSpanishItalianDutchEstonianLatvianAfrikaansEsperantoKalmyk ⚡ Forum rules
✎ New thread | Private message Name Date
549
10049
 Ошибки в словаре  | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 all 4uzhoj  23.02.2021  13:36
3 41  Traffic ready  adelaida  2.09.2021  15:55
68 1743  1/2 OFF: Новые возможности  | 1 2 all Val61  25.08.2021  21:29
3 64  as the rock mass dilates  adelaida  1.09.2021  21:24
3 89  polyurethane grouts... 
adelaida
 1.09.2021  12:20
3 29  entitled to the amount of this draw аккредитив  drifting_along  2.09.2021  13:39
5 119  Друзья, помогите, пожалуйста расшифровать аббревиатуру MTR  kris_iskorka  2.09.2021  9:06
10 208  Не подставляй партнера, а подставляй плечо  wifman  1.09.2021  20:34
3 122  заковырка в штампе налоговой  вк  1.09.2021
 18:10
3 99  in compliance with CE-marking  adelaida  1.09.2021  8:02
3 97  pouch bags  Александр Рыжов  1.09.2021  10:27
5 120  disposed through  amateur-1  31.08.2021  22:46
2 90  поездопоток  Oleg26  1.09.2021  11:44
3 95  повреждения контейнера  drifting_along  1.09.2021  7:49
45 1159  OFF: БП и тп, зачем запрашивать ставки, если вы их уже установили?  | 1 2 all omni  26.08.2021  15:49
14 207  Выделенный шрифт/ жирный шрифт  qp  31.08.2021  15:59
7 152  named nerves  ochernen  30.08.2021  22:05
7 98  break audit tril  Bill Board1  30.08.2021  22:27
4
194  OFF: названия столбцов таблицы  adelaida  31.08.2021  10:11
3 82  C-to-T single-base transition mutations  ochernen  30.08.2021  14:11
2 99  Помогите понять смысл фразы 2-е предложение пожалуйста  ochernen  30.08.2021  23:24
2 166  Пожалуйста, помогите с проверкой перевода  Zhandos  28.08.2021  14:44
5 93
 trade financing facilities 
Alex16  29.08.2021  15:12
11 175  Изменение бизнес-модели в сторону ...  Cat111  30.08.2021  11:59
3 158  prep and drape  bnvl  28.08.2021  14:07
1 50  under a credit link term loan through  Alex16  29.08.2021  17:49
1 46  borrowing base facility  Alex16  29.08.2021  19:14

Классы прочности Болтов, Винтов, Шпилек, Гаек. Маркировка прочности крепежа

Стали и прочность крепежа

Машиностроительный крепёж может иметь различное назначение и выполнять самые разные задачи - от простого формирования целостности конструкции до восприятия основной несущей силовой нагрузки на конструкцию. Чем больше нагрузка на крепёж, тем более высокой прочностью он должен обладать.

В зависимости от назначения и области применения крепёж изготавливают различных классов прочности, соответственно из разных марок сталей. Нет никакой надобности использовать высокопрочные болты для крепления, скажем, козырька на киоске, и напротив - совсем недопустимо использовать болты обычного, низкого, класса прочности в ответственных конструкциях башенных или козловых кранов - здесь применяются исключительно высокопрочные болты по ГОСТ 7817-70 - отсюда и народное название таких болтов "крановые болты". Желание сэкономить и использовать обычные болты - подешевле, или "крановые болты", но изготовленные из низкопрочных сталей, приводит к зрелищным новостям по телевизору с падающим краном в центре внимания.

Для различных видов крепежа (болты, винты, гайки, шпильки) используются разные стали, разные классы прочности и различная их маркировка.

Рассмотрим по-порядку.

Болты, винты и шпильки

Болты, винты и шпильки производятся из различных углеродистых сталей - разным сталям соответствуют разные классы прочности. Хотя, иногда можно из одной и той же стали изготовить болты различных классов прочности, используя при этом разные способы обработки заготовки или дополнительную термическую обработку - закалку.

Например, из Стали 35 можно изготовить болты нескольких классов прочности: класса прочности 5.6 - если изготовить болты методом точения на токарном и фрезерном станке: классов 6.6 и 6.8 - получатся при изготовлении болтов методом объёмной штамповки на высадочном прессе; и класса 8.8 - если полученные перечисленными способами болты подвергнуть термической обработке - закалке.

Класс прочности для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей обозначают двумя цифрами через точку. Утверждённый прочностной ряд для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей содержит 11 классов прочности:

3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9

Первая цифра маркировки класса прочности болта обозначает 0,01 часть номинального временного сопротивления - это предел прочности на растяжение - измеряется в МПа (мегапаскалях) или Н/мм² (ньютонах на миллиметр квадратный). Также первая цифра маркировки класса прочности обозначает ≈0,1 часть номинального временного сопротивления, если Вы измеряете предел прочности на растяжение в кгс/мм² (килограммах-силах на миллиметр квадратный).

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел прочности на растяжение

5/0,01=500 МПа (или 500 Н/мм²; или ≈50 кгс/мм²)

Вторая цифра обозначает 0,1 часть отношения предела текучести (напряжения, при котором уже начинается пластическая деформация) к номинальному временному сопротивлению (пределу прочности на растяжение) - таким образом для шпильки класса прочности 10.9 второе число означает, что у шпильки, относящейся к этому классу, минимальный предел текучести будет равен 90% от значения предела прочности на растяжение, то есть будет равен: (10/0,01)×(9×0,1)=1000×0,9=900 МПа (или Н/мм²; или ≈90 кгс/мм²)

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел текучести

500х0,8=400 МПа (или 400 Н/мм²; или ≈40 кгс/мм²)

Значение предела текучести - это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, винта или шпильки, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки на болты, винты или шпильки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, то есть, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответственно.

Классы прочности и марки сталей для болтов, винтов и шпилек
Класс прочности Марка стали Граница прочности, МПа Граница текучести, МПа Твердость по Бринеллю, HB
3.6 Ст3кп, Ст3сп, Ст5кп, Ст5сп 300…330 180…190 90…238
4.6 Ст5кп, Ст.10 400 240 114…238
4.8 Ст.10, Ст.10кп 400…420 320…340 124…238
5.6 Ст.35 500 300 147…238
5.8 Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп 500…520 400…420 152…238
6.6 Ст.35, Ст.45 600 360 181…238
6.8 Ст.20, Ст.20кп, Ст.35 600 480 181…238
8.8 Ст.35, Ст.45, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.20Г2Р 800* 640* 238…304*
8.8 Ст.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2Р 800…830** 640…660** 242…318**
9.8* Ст.35, Ст.35Х, Ст.45, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.20Г2Р 900 720 276…342
10.9 Ст.35Х, Ст.38ХА, С.45, Ст.45Г, Ст.40Г2, Ст.40Х, Ст.40Х Селект, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, 1000…1040 900…940 304…361
12.9 Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА 1200…1220 1080…110 366…414

В таблице приведены самые распространённые в метизном производстве и рекомендованные марки сталей, но в различных особых случаях также применяются и другие стали, когда их применение продиктовано дополнительными требованиями к крепежу.

Значками помечено в таблице:

* применительно к номинальным диаметрам до 16 мм.

** применительно к номинальным диаметрам больше,чем 16 мм.

Существуют специальные стандарты на высокопрочные болты узкоотраслевого применения, имеющие свою градацию прочности. Например, стандарты на высокопрочные болты с увеличенным размером "под ключ", применяемые в мостостроении - так называемые "мостовые болты": ГОСТ 22353-77 и российский стандарт ГОСТ Р 52644-2006.

Прочность болтов согласно этих стандартов обозначается значением временного сопротивления на разрыв (границы прочности) в кгс/см²: то есть, 110, 95, 75 и т.д.

Такие болты могут производиться в двух исполнениях:

  • Исполнение У - для климатических областей с максимально низкой температурой до -400С - буква У не обозначается в маркировке
  • Исполнение ХЛ - для климатических областей с максимально низкой температурой от -400С до -650С - обозначается в маркировке на головке болта после класса прочности
Резьба болтов Класс прочности болтов Марка стали Граница прочности, МПа (кгс/см²) Относит. удлинение, % Ударная вязкость болтов исполнения ХЛ, МДж/м² (кгс·м/см²) Макс. твердость по Бринеллю, HB
М16...М27 110 40Х Селект 1100 (110)…1350 (135) минимум 8 минимум 0,5 (5)

388

М30 95 950 (95)...1150 (115) 363
М36 75 750 (75)...950 (95)
М42 65 650 (65)...850 (85)
М48 60 600 (60)...800 (80)

В производстве высокопрочных болтов по данным стандартам используются также стали 30Х3МФ, 30Х2АФ и 30Х2НМФА. Применение таких сталей позволяет добиться ещё более высокой прочности.

Маркировка прочности болтов, винтов, шпилек

Маркировка болтов и винтов под шестигранный ключ

Система маркировки метрического крепежа разработана инженерами ISO (International Standard Organization - Международная Организация Стандартов). Советские, российские и украинские стандарты опираются именно на эту систему.

Маркировке подлежат болты и винты с диаметром резьбы свыше 6 мм. Болты и винты диаметром менее 6 мм маркировать необязательно - производитель может наносить маркировку по собственной инициативе.

Необходимо отметить, что среди винтов маркируются только винты, имеющие шлиц под шестигранный ключ, с различной формой головки: с цилиндрической, с полукруглой и с потайной головкой. Винты со всеми типами головки, имеющие крестовой или прямой шлиц, не маркируются обозначением класса прочности.

Необходимо также отметить, что не маркируются болты и винты изготовленные методом резания, точения (т.е. не штамповкой) - в этом случае маркировка класса прочности возможна по дополнительному требованию Заказчика.

Знаки маркировки наносят на торцевой или боковой поверхности головки болта или винта. Если знаки наносятся на боковую поверхность головки, то они должны быть углубленными. Допускается маркировка выпуклыми знаками, при этом увеличение высоты головки болта или винта не должно превышать:

  • 0,1 мм - для изделий с диаметром резьбы до 8 мм;
  • 0,2 мм - для изделий с диаметром резьбы от 8 мм до 12 мм;
  • 0,3 мм - для изделий с диаметром резьбы свыше 12 мм

Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой (в том числе изделия с фланцем) маркируют товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности. Данная маркировка наносится на верхней части головки выпуклыми или углубленными знаками; может также наноситься на боковой части головки углубленными знаками. Для болтов и винтов с фланцем, если в процессе производства невозможно нанести маркировку на верхней части головки, маркировку наносят на фланце.

Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовником по ГОСТ 7802-80 классов прочности 8.8 и выше маркируют знаком производителя и обозначением класса прочности.

Символы маркировки классов прочности болтов и винтов под шестигранный ключ, приведены в следующей таблице:

Если данные символы невозможно нанести из-за формы головки или ее малых размеров, применяются символы маркировки по системе циферблата. Эти символы приведены в следующей таблице:

Также, в отдельных случаях, на головке болта может маркироваться сталь из которой изготовлен болт. Показан пример болта из Стали 40Х.

Маркировка шпилек

Шпильки маркируют цифрами класса прочности только с диаметром резьбы свыше 12 мм. Так как маленькие диаметры шпилек затруднительно маркировать с помощью цифровых клейм, то допускается маркировать такие шпильки, с диаметрами резьбы М8, М9, М10, М11, используя альтернативные знаки, приведенные на рисунке. Знаки наносят на торце гаечного конца шпильки.

Шпильки маркируют клеймением с углубленными знаками и нанесением обозначения класса прочности c товарным знаком производителя на безрезьбовом участке шпильки. Маркировке подлежат шпильки классов прочности 5.6, 8.8 и выше.

Гайки

Класс прочности для гаек из углеродистых сталей нормальной высоты (Н≈0,8d), гаек высоких (Н≈1,2d) и особо высоких (Н≈1,5d) обозначается одним числом. Утверждённый прочностной ряд содержит семь классов прочности:

4; 5; 6; 8; 9; 10; 12

Это число обозначает 1/100 часть предела прочности болта с которым в паре должна компоноваться гайка в резьбовом соединении. Такое сочетание болта и гайки называется рекомендуемым и позволяет равномерно распределить нагрузку в резьбовом соединении.

Например, гайка класса прочности 8 должна компоноваться с болтом, у которого предел прочности не менее, чем:

8 х 100 = 800 МПа (или 800 Н/мм²; или ≈80 кгс/мм²)

Следовательно, можно использовать болты классов прочности 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 - оптимальной будет пара с болтом класса прочности 8.8.

Классы прочности и марки сталей для гаек нормальной высоты, гаек высоких и гаек особо высоких
Класс прочности Марка стали Граница прочности, МПа Твердость по Бринеллю, HB
4 Ст3кп, Ст3сп, Ст.5, Ст.5кп, Ст.20 510 112…288
5 Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп 520…630 124…288
6 Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп, Ст.35, ст.45, ст.40Х 600…720 138…288
8 Ст.35, Ст.45, Ст.20Г2Р, Ст.40Х 800…920 162…288
9 Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45, Ст.40Х 1040…1060 180…288
10 Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА 900…920 260…335
12 Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА 1150…1200 280…335

Правило подбора гаек к болтам заключается в сохранении целостности резьбы гайки, навинченной на болт, при приложении пробной испытательной нагрузки - попросту говоря, при испытаниях гайку не должно "сорвать" от испытательной нагрузки для выбранного болта.

При подборе классов прочности болтов и гаек, сопрягаемых в резьбовом соединении, можно пользоваться следующей таблицей согласно ГОСТ 1759.4-87:

Класс прочности гайки

Сопрягаемые болты

Класс прочности

Диаметр резьбы

4

3.6; 4.6; 4.8

до М16

5

3.6; 4.6; 4,8

свыше M16

5.6; 5.8

до М48

6

4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8

до М48

8

8.8

до М48

9

8.8

от М16 до М48

9.8

до M16

10

10.9

до М48

12

12.9

до М48

Как правило, гайки высших классов прочности могут заменить гайки низших классов прочности. Такая замена рекомендуется для соединений "болт + гайка", напряжение в которых будет выше предела текучести, или напряжения от пробной нагрузки болта.

Классы прочности и марки сталей для гаек низких

По причине того, что низкие шестигранные гайки предназначены, в основном, для препятствия отвинчиванию сопрягаемых шестигранных гаек нормальной или увеличенной высоты, и не несут силовой нагрузки - их изготавливают из низкоуглеродистых сталей. Класс прочности низкой гайки обозначается двузначным числом из двух цифр: первая - 0 (обозначает, что гайка не предназначена для несения силовой нагрузки), вторая 4 или 5 (обозначает 1/100 часть нагрузки, при которой срывается резьба гайки). Прочностной ряд для низких гаек состоит из двух классов прочности: 04 и 05

Также существует группа особо низких гаек с высотой Н менее 0,5d. В эту группу включены гайки для лёгких соединений, которые не подвергаются каким-либо существенным нагрузкам. Для таких гаек не определяется класс прочности - вместо этого может быть указана 1/10 часть от минимальной твёрдости по Виккерсу, HV.

В следующей таблице приведены марки сталей, используемые при изготовлении низких гаек:

Класс прочности Марка стали Граница прочности, МПа Твердость по Бринеллю, HB
04 Ст.3, Ст.3кп, Ст.5, Ст.5кп 380 162…288
05 Ст.10, Ст.10кп 500 260…335

Значками помечено в таблице:

* для номинальных диаметров до 16 мм.
** для номинальных диаметров свыше16 мм.

Совместно с высокопрочными болтами узкоотраслевого применения, имеющими свою градацию прочности, применяются соответствующие высокопрочные гайки. Например, с уже упомянутыми "мостовыми болтами" по ГОСТ 22353-77 и  ГОСТ Р 52644-2006 применяются гайки с увеличенным размером "под ключ" по стандартам ГОСТ 22354-77 и ГОСТ Р 52645-2006.

Прочность гаек согласно этих стандартов обозначается таким же значением, как у сопрягаемого болта - значением временного сопротивления на разрыв (границы прочности) в кгс/см²: 110, 95, 75 и т.д. Такие гайки, как и болты могут производиться в двух исполнениях:

  • Исполнение У - для климатических областей с максимально низкой температурой до -400С - буква У не обозначается в маркировке
  • Исполнение ХЛ - для климатических областей с максимально низкой температурой от -400С до -650С - обозначается в маркировке на головке болта после класса прочности
Резьба сопрягаемых болтов Марка стали болта Класс прочности гайки Граница прочности, МПа (кгс/см²) Марка стали гайки Твердость по Бринеллю, HB
М16...М27 Ст. 40Х Селект 110 1100 (110) Ст. 35, Ст.40, Ст.45, Ст. 35Х, Ст.40Х

241...341

М30 95 950 (95) 229...341
М36 75 750 (75)
М42 65 650 (65)
М48 60 600 (60)

В производстве высокопрочных гаек по данным стандартам используются также стали 30Х3МФ, 30Х2АФ и 30Х2НМФА совместно с болтами из соответствующих сталей. Применение таких сталей позволяет добиться ещё более высокой прочности гаек.

Маркировка шестигранных гаек

Маркируют гайки с диаметром резьбы более 6 мм. Знаки маркировки наносят на одну из торцевых поверхностей. Гайки наименьшего класса прочности 4 не маркируют.

В некоторых технически обоснованных случаях допускается наносить маркировку на боковых поверхностях (гранях) гайки.

Знаки должны быть углубленными.


   

Допускается маркировка гаек по системе циферблата. Такая система используется в основном на гайках малых размеров, когда для цифровых знаков просто нет места. При этом способе маркировка наносится:

  • углубленными знаками на торцевой поверхности - точка на 12 часов и риски по окружности боковой поверхности
  • выпуклыми или углубленными знаками на фасках - точка на 12 часов и риски по окружности наклонной поверхности фасок

Соответствие маркировки с классом прочности гайки приведено на схеме:

Точка на 12 часов может быть заменена товарным знаком производителя. В гайках класса прочности 12 точка обязательно должна быть заменена на товарный знак производителя, чтобы избежать визуального слияния с риской на 12 часов.

Прочность шайб

В отличие от болтов и гаек, которые имеют классы прочности обозначаемые количественно цифрами, исходя из показателей прочности на разрыв и пластичности, шайбы несут нагрузки на сжатие, кручение, срез и, в основном, призваны распределить нагрузку в болтовом соединении на большую площать. В таком случае для шайб определяющим параметром является поверхностная твёрдость, и ко всем видам шайб предъявляются требования по твердости. Если речь идёт о классе прочности шайб, то подразумевается именно твердость шайб.

По аналогии с болтами, винтами и гайками многие называют твердость у шайб их классом прочности.
Класс прочности (твердость) шайб может измеряться и обозначаться в различных единицах - в зависимости от метода измерения твёрдости: методы измерения бывают по Виккерсу, по Роквеллу и по Бринеллю. Размеры, наличие защитного покрытия и в обязательном порядке твердость определяют сферу применения шайб в различных условиях работы. 
Наиболее распространён метод Виккерса - шайбы могут иметь твёрдость по Виккерсу от 100 единиц до 400, и обозначаются HV100, HV200, HV300 и т.д. По Роквеллу твёрдость обозначается HRC, по Бринеллю НВ.

определение, измерение характеристик стали, проверка сплава

Современное производство нуждается в большом количестве прочных стальных изделий. При строительстве мостов, домов, сложных конструкций используют различные стали. Одним из главнейших вопросов является расчет прочности металла и значения величины напряжения стальной арматуры. Чтобы конструкции служили долго и были безопасны необходимо точно знать предел текучести стального материала, который подвергается основной нагрузке.

Основное определение

В процессе использования на любое сооружение приходятся разные нагрузки в виде сжатий, растяжений или ударов. Они могут действовать как обособленно, так и совместно.

Современные конструкторы стремятся уменьшить массу стальных деталей для экономии материала, но при этом не допустить критичного снижения несущей способности всей конструкции. Происходит это засчет уменьшения сечения стальных арматур.

В зависимости от назначения объектов, могут меняться некоторые требования к стали, но имеется перечень стандартных и важных показателей. Их величины рассчитывают на этапе проектирования деталей и узлов будущего сооружения. Заготовка должна обладать высокой прочностью при соответствующей пластичности.

В первую очередь при расчетах прочности изделия из стали обращают внимание на предел текучести. Это значение характеризующее поведение деталей при воздействиях на них.

Предел текучести материала — это величина критического напряжения, при которой материал продолжает самостоятельную деформацию без увеличения нагрузки. Эта характеристика измеряется в Паскалях и позволяет рассчитывать максимально возможное напряжение для пластичной стали.

После прохождения этого предела в материале происходят невосстановимые процессы искажения кристаллической решетки. При последующем увеличении силы воздействия на заготовку и преодолении площадки текучести, деформация увеличивается.

Предел текучести иногда путают с пределом упругости. Это похожие понятия, но предел упругости — это величина максимального сопротивления металла и она чуть ниже предела текучести.

Величина текучести примерно на пять процентов превышает предел упругости.

Состав стальных сплавов

Свойства металла зависят от сформированной кристаллической решетки, которая, в свою очередь, определяется содержанием углерода. Зависимость типов решетки от количества углерода хорошо прослеживается на структурной диаграмме. Если, например, в решетке стали насчитывается до 0.06% углерода, то это классический феррит, который имеет зернистую структуру. Такой материал непрочный, но текучий и имеет большой предел ударной вязкости.

По структуре стали делятся на:

  • ферритную;
  • перлитно-ферритовую;
  • цементитно-ферритную;
  • цементитно-перлитовую;
  • перлитную.

Добавки углерода и прочность

Закон аддитивности подтверждается процентными изменениями цементита и феррита в стали. Если количество углеродной добавки составляет около 1,2%, то предел текучести стального материала увеличивается и повышается твердость, прочность и температуростойкость. При последующем увеличении содержания углерода технические параметры ухудшаются. Сталь плохо сваривается и неохотно поддается штамповке. Самым лучшим образом при сварке ведут себя сплавы с небольшим содержанием углерода.

Марганец и кремний

В виде добавки, чтобы увеличить степень раскисления, дополнительно добавляют марганец. Кроме того, этот элемент уменьшает вредное воздействие серы. Содержание марганца обычно не более 0.8% и он не влияет на технологические свойства сплава. Присутствует как твердый компонент.

Кремний тоже особо не влияет на характеристики металла. Он необходим для увеличения качества сварки деталей. Содержание этого элемента не превышает 0.38% и он добавляется во время процесса раскисления.

Сера и фосфор

Сера содержится в виде хрупких сульфитов. Повышенное количество этого элемента влияет на механические показатели сплава. Чем больше серы, тем хуже пластичность, текучесть и вязкость сплава. Если превышен предел в 0.06%, то изделие сильнее подвержено коррозии и становится способным к сильному истиранию.

Наличие фосфора увеличивает показатель текучести, но при этом уменьшается пластичность и вязкость. В общем, завышенное содержание фосфора значительно ухудшает качество металла. Особенно вредно сказывается на характеристиках совместное высокое содержание фосфора и углерода. Допустимыми пределами содержания фосфора считаются значения от 0.025 до 0.044%.

Азот и кислород

Это неметаллические примеси, которые понижают механические свойства сплава. Если содержание кислорода больше чем 0.03%, то металл быстрее стареет, падают значения пластичности и вязкости. Азотные добавки увеличивают прочность, но в этом случае предел текучести уменьшается. Увеличенное содержание азота делает сталь ломкой и способствует быстрому старению металлической конструкции.

Поведение легирующих добавок

Для улучшения всех физических показателей стали, в сплав добавляют специальные легирующие элементы. Такими добавками могут быть вольфрам, молибден, никель, хром, титан и ванадий. Совместное добавление в необходимых пропорциях, дает самые приемлемые результаты.

Легирование значительно повышает показатель текучести, ударной вязкости и препятствует деформации и растрескиванию.

Проверка сплава

Перед запуском в производство для изучения свойств металлического сплава, проводят испытания. На образцы металла воздействуют различными нагрузками до полной потери всех свойств.

Нагрузки бывают:

  • Статистическая нагрузка.
  • Проверка на выносливость и усталость стали.
  • Растягивание элемента.
  • Тестирование на изгиб и кручение.
  • Совместная выносливость на изгиб и растяжение.

Для этих целей применяют специальные станки и создают условия, максимально приближенные к режиму эксплуатации будущей конструкции.

Проведение испытаний

Для проведения испытаний на цилиндрический образец сечением в двадцать миллиметров и расчетной длиной в десять миллиметров применяют нагрузку на растяжение. Сам образец имеет длину более десяти миллиметров, чтобы была возможность надежно его захватить, а на нем отмечена длина в десять миллиметров и именно она называется расчетной. Силу растяжения увеличивают и замеряют растущее удлинение образца. Для наглядности данные наносят на график. Он носит название диаграммы условного растяжения.

При небольшой нагрузке образец удлиняется пропорционально. Когда сила растяжения достаточно увеличится, то будет достигнут предел пропорциональности. После прохождения этого предела начинается непропорциональное удлинение материала при равномерном изменении силы растяжения. Затем достигается предел, после прохождения которого образец не может возвратиться к первоначальной длине. При прохождении этого значения, изменение испытываемой детали происходит без увеличения силы растяжения. Например, для стального прута Ст. 3 эта величина равна 2450 кг на один квадратный сантиметр.

Невыраженная точка текучести

Если при постоянной силе воздействия, материал способен длительное время самостоятельно деформироваться, то его называют идеально пластическим.

При испытаниях часто бывает, что площадка текучести нечетка определена, тогда вводят определение условного предела текучести. Это означает, что сила, действующая на металл, вызвала деформацию или остаточное изменение около 0.2%. Значение остаточного изменения зависит от пластичности металла.

Чем металл пластичнее, тем выше значение остаточной деформации. Типичными сплавами, в которых нечетко выражена такая деформация, являются медь, латунь, алюминий, стали с малым содержанием углерода. Образцы этих сплавов называют уплотняющимися.

Когда металл начинает «течь» то, как демонстрируют опыты и исследования, в нём происходят сильные изменения в кристаллической решетке. На её поверхности появляются линии сдвига и слои кристаллов значительно сдвигаются.

После того как металл самопроизвольно растянулся, он переходит в следующее состояние и опять приобретает способность сопротивления. Затем сплав достигает своего предела прочности и на детали четко проявляется наиболее слабый участок, на котором происходит резкое сужение образца.

Площадь поперечного сечения становится меньше и в этом месте происходит разрыв и разрушение. Величина силы растяжения в этот момент падает вместе со значением напряжения и деталь рвётся.

Высокопрочные сплавы выдерживают нагрузку до 17500 килограмм на сантиметр квадратный. Предел прочности стали СТ.3 находится в пределах 4−5 тыс. килограммов на сантиметр квадратный.

Характеристика пластичности

Пластичность материала является важным параметром, который должен учитываться при проектировании конструкций. Пластичность определяется двумя показателями:

  • остаточным удлинением;
  • сужением при разрыве.

Остаточное удлинение вычисляют путем замера общей длины детали после того, как она разорвалась. Она состоит из суммы длин каждой половины образца. Затем в процентах определяют отношение к первоначальной условной длине. Чем прочнее металлический сплав, тем меньше значение относительного удлинения.

Остаточное сужение — это отношение в процентах самого узкого места разрыва к изначальной площади сечения исследуемого прута.

Показатель хрупкости

Самым хрупким металлическим сплавом считается инструментальная сталь и чугун. Хрупкость — это свойство обратное пластичности, и оно несколько условно, поскольку сильно зависит от внешних условий.

Такими условиями могут являться:

  • Температура окружающей среды. Чем ниже температура, тем хрупче становится изделие.
  • Скорость изменения прилагаемого усилия.
  • Влажность окружающей среды и другие параметры.

При изменении внешних условий, один и тот же материал ведет себя по-разному. Если чугунную болванку зажать со всех сторон, то она не разбивается даже при значительных нагрузках. А, например, когда на стальном пруте есть проточки, то деталь становиться очень хрупкой.

Поэтому на практике применяют не понятие предела хрупкости, а определяют состояние образца как хрупкое или довольно пластичное.

Прочность материала

Это механическое свойство заготовки и характеризуется способностью выдерживать нагрузки полностью не разрушаясь. Для испытываемого образца создают условия наиболее отражающие будущие условия эксплуатации и применяют разнообразные воздействия, постепенно увеличивая нагрузки. Повышение сил воздействия вызывают в образце пластические деформации. У пластичных материалов деформация происходит на одном, ярко выраженном участке, который называется шейка. Хрупкие материалы могут разрушаться на нескольких участках одновременно.

Сталь проходит испытание для точного выяснения различных свойств, чтобы получить ответ о возможности её использования в тех или иных условиях при строительстве и создании сложных конструкций.

Значения текучести различных марок сталей занесены в специальные Стандарты и Технические Условия. Предусмотрено четыре основных класса. Значение текучести изделий первого класса может доходить до 500 кг/см кв., второй класс отвечает требованиям к нагрузке до 3 тыс. кг/см кв., третий — до 4 тыс. кг/см кв. и четвертый класс выдерживает до 6 тыс. кг/см кв.

Прочность щебня - в чем измеряется прочность на сжатие?

Марка прочности гранитного щебня колеблется в пределах от 1400 до 1600. Это самый высокий показатель данной характеристики среди всей группы щебёночных материалов. Как определяется прочность щебня и в чём измеряется это свойство — важный вопрос, который строительные компании выясняют перед покупкой ресурсов.

В «ИдеалТрейд» все материалы соответствуют ГОСТ, на прочность щебня влияют следующие параметры: количество «слабых» зёрен, уровень предела прочности исходной щебёночной породы, степень износа на испытательных мероприятиях в полочном барабане, измельчаемость щебня при сжатии в цилиндрической установке. Следовательно, вышеперечисленными параметрами и определяется прочность гранитного щебня, а выражается — в процентном отношении потерь к общей массе после испытаний или в кг/см2.

Технические характеристики и преимущества гранитного щебня

Высокопрочный гранитный щебень — одна из самых востребованные и ценных пород из всей группы, поскольку обладает отличными техническими характеристиками:

  • насыпной плотностью — до 1400 кг/3;
  • высокими свойствами адгезии, что даёт способность плотного сцепления с бетонной или цементной смесью;
  • высоким значением марки щебня по прочности на сжатие — до М1600;
  • отличной морозостойкостью со значением F300 — выдерживает до 300 циклов замораживания и последующего размораживания при смене температурного режима;
  • презентабельным внешним видом: с эстетической стороны — это идеальный ресурс для декоративных целей использования, а высокий предел прочности на сжатие щебня — гарантия долговечности и надежности в течение отведенного срока службы.

По параметру лещадности гранитный щебень подразделяется на четыре категории: кубовидная (содержит менее 15 % лещадных компонентов), усиленная (от 15 до 25 %), обычная (от 25 до 35 %), в четвертую группу входит материал с количеством лещадных элементов на уровне 35-55 %. У всех перечисленных категорий в «ИдеалТрейд» марка щебня по прочности соответствует нормам стандартов ГОСТ. В том числе, марка прочности щебня известнякового укладывается в значение от 600 до 800 кг/см2.

Конкурентные преимущества компании «ИдеалТрейд»

С нами вы гарантированно получаете:

Начните сотрудничество с «ИдеалТрейд» прямо сейчас, мы предоставим весь материал без задержек и в оговоренные сроки.

Прочность | Материаловедение

Прочность - свойство материалов сопротивляться разрушению или пластической деформации под действием внешней нагрузки. Наиболее простым и распространенным методом определения прочности материала является испытание его на растяжение (рисунок 1). Концы образца металла круглого сечения зажимают в разрывной машине и подвергают действию растягивающей нагрузки Р.


Рисунок 1 - Метод определения прочности на растяжение. ιо - начальная длина; F0- начальная площадь поперечного сечения; Δι - удлинение; ιк - конечная длина образца в момент разрыва; Fк - площадь поперечного сечения образца в месте разрыва

Диаграмму растяжения можно построить в координатах «нагрузка Р -удлинение Δι» или в координатах «напряжение σ - относительная деформация ε». σ= Р/F0 а ε= Δι/ι0 ×100% (рисунок 2).
Под действием нагрузки в материале возникают деформации. Деформацией называется изменение размеров и формы тела, она может быть упругой и пластической. Упругой называют деформацию, влияние которой на форму, структуру и свойства тела полностью устраняется после прекращения действия внешней силы Р. На рисунке 2 упругая деформация характеризуется прямолинейным участком ОА. При упругой деформации изменяется расстояние между атомами в кристаллической решетке. При снятии нагрузки атомы становятся на прежние места и деформация исчезает.


Рисунок 2 - Диаграмма растяжения

Оценить свойства материала в пределах упругих деформаций можно с помощью коэффициента, получившим название модуля упругости Е (Гука). Это отношение напряжения к вызванной им деформации:
Значение модуля упругости определяется силами межатомного взаимодействия, оно постоянно и характеризует жесткость материала. Чем меньшую деформацию вызывает напряжение, тем выше жесткость. Угол а на диаграмме есть геометрическое выражение жесткости и модуля упругости. Чем угол больше, тем выше жесткость материала. Пластическая деформация наступает, когда напряжение превышает предел упругости (выше точки А) и после снятия нагрузки форма, структура и свойства тела не восстанавливаются полностью, т.е. имеет место остаточная деформация.
На практике напряжение, при котором начинается пластическая деформация, оценивается пределом текучести σT . Его легко определить, если на диаграмме растяжения имеется площадка текучести (горизонтальный участок). Однако, многие материалы имеют диаграмму растяжения без площадки текучести (медь, латуни, алюминий и др.), тогда за предел текучести принимают напряжение, которое вызывает остаточное удлинение 0,2 % и обозначают σ0,2. σT называют физическим, а σ0.2 условным пределом текучести. Предел текучести используют в качестве одного из показателей прочности материала.
Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению, называется временным сопротивлениемB) или чаще пределом прочности, оно измеряется в МПа. На рисунке 2 это максимальная точка на кривой σ-ε.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! На нашем сайте Вы можете заказать любые решения по всем разделам материаловедение. Решение предоставляется в печатном виде (в Word) с детальными комментариями.

Прочность на растяжение - обзор

9.4.4 Прочность на растяжение

UTS - это несколько устаревший, но в то же время хорошо описательный эквивалент, кратко современный, экономичный, предел прочности на разрыв (TS). Это свойство композита, состоящее из (1) предела текучести плюс (2) дополнительного упрочнения от наклепа во время пластической деформации материала перед разрушением. Эти два компонента делают его поведение более сложным для понимания, чем поведение только предела текучести или пластичности.

TS равняется пределу текучести, или условному напряжению, когда (1) нет пластичности, как показано на рисунках 2.47 и 9.20, и (2), когда наклеп равняется нулю. Условие нулевого наклепа встречается реже, но часто возникает при высоких температурах, когда скорость восстановления равна или превышает скорость упрочнения.

Проблема определения TS литого материала заключается в том, что результаты часто бывают разрозненными. Проблемы, связанные с этим разбросом, важны и подробно рассматриваются в разделе 9.2 «Статистика неудач». Раздел 9.2 настоятельно рекомендуется прочитать.

Обычно для данного сплава в заданном состоянии термообработки предел текучести является фиксированным. Таким образом, по мере увеличения пластичности (например, за счет использования более чистого металла или более быстрого затвердевания) TS обычно увеличивается, потому что с дополнительным удлинением пластика деформационное упрочнение теперь имеет возможность накапливаться и, таким образом, повышать прочность. Эффект снова очевиден на рис. 2.47. Для литого алюминиевого сплава Hedjazi et al.(1975) показывают, что TS увеличивается за счет уменьшения количества дефектов, как показано на рис. 9.28. Отклик TS в основном обусловлен увеличением пластичности, как видно из линейного отклика, и сдвигом свойств в основном вправо, а не просто вверх, для более чистого материала.

Рисунок 9.28. Механические свойства сплава Al-4.5Cu-1.5Mg в нефильтрованном и фильтрованном состояниях, демонстрирующие сильную реакцию пластичности.

Данные Hedjazi et al. (1975).

Ожидается, что значительно большее влияние пористости слоя на пластичность будет дополнять меньшее влияние из-за потери площади на общий отклик TS.На рисунке 9.11 показано снижение TS и удлинение в системах сплавов Mg-Zn, где ухудшение свойств невелико. На рис. 7.34 TS сплава Al-11,5 Mg показывает более серьезные сокращения, особенно когда пористость имеет форму слоев, перпендикулярных приложенному напряжению. Даже в этом случае уменьшение не столь серьезное, как можно было бы ожидать, если бы слои были трещинами, что подчеркивает их характер как «сшитые» или «прихваточные» трещины, как описано в Разделе 9.3.2.4.

Когда слои ориентированы параллельно направлению приложенного напряжения, тогда, как и можно было ожидать, Поллард (1965) показал, что пористость слоя даже до 3% по объему оказывает практически незаметное влияние на свойства.

Наконец, очевидно, что трещины или пленки, занимающие большую часть поперечного сечения отливки, будут очень вредными для TS, как и для пластичности. Само собой разумеющееся общее понимание того, что TS падает до нуля по мере того, как трещина постепенно занимает все большую часть исследуемой площади, количественно выражено Клайном и Дэвисом (1975) на Рисунке 9.12.

Спросите эксперта - прочность на разрыв и твердость: важность для волновой пружины и конструкции стопорного кольца

Добро пожаловать в блог «Спросите эксперта».Блог разработан, чтобы помочь вам узнать обо всем, что касается стопорных колец и волновых пружин. На этой неделе мы поговорим о прочности на разрыв и о том, почему она важна для волновой пружины и конструкции стопорного кольца.

Чтобы убедиться, что вы знаете, как материал будет работать в рабочей среде, можно измерить несколько физических свойств, чтобы лучше понять поведение материала. Наличие точной стратегии измерения сырья перед производством помогает предотвратить преждевременный выход из строя стопорных колец и волновых пружин.Здесь, в Smalley, одним из физических свойств, которые мы измеряем, является предел прочности наших сплавов на растяжение, поэтому наши инженеры могут разработать наилучшее возможное стопорное кольцо или волновую пружину для ваших нужд.

Что такое предел прочности и как его измеряют?

Прочность на разрыв - это сопротивление материала разрушению при растяжении, которое зависит от напряжения и деформации, а также от поперечного сечения материала. Его можно измерить с помощью прибора для испытания на растяжение.Тестер на растяжение работает путем приложения к материалу механической тянущей силы. При этом образуется кривая подъема с течением времени, которая показывает профиль свойств материала при растяжении, включая предел прочности при растяжении, как показано на Рисунке 1. Если предел прочности на растяжение превышен, происходит образование шейки и разрушение, как показано на Рисунке 2.


1. Рис. 1. Кривая напряжение-деформация. Кривая, полученная тестером на разрыв, которая показывает предел прочности на разрыв и точку разрушения.

Рис. 2. Тестер на растяжение. Разрушение материала при испытании на растяжение.

Что такое твердость и как ее измеряют?

Твердость - это степень сопротивления деформации материала. Стандартный метод тестирования включает в себя прижатие алмазного штифта к поверхности материала и измерение того, насколько далеко штифт проходит по поперечному сечению. Глубина перемещения штифта обратно пропорциональна твердости.

Предел прочности на разрыв в зависимости от твердости

Общие проблемы при испытании твердости - это точность и повторяемость. Твердость экстраполируется из измеренной глубины, которая затем коррелирует с пределом прочности на разрыв. Этот косвенный маршрут может привести к большему количеству ошибок. Испытание на растяжение является более точным, поскольку дает фактическое значение прочности на разрыв.

Когда материал подвергается холодной прокатке, верхняя и нижняя поверхности («A») становятся более твердыми, поскольку они подвергаются большему воздействию, чем закругленные боковые кромки («B»).Из-за этого показания твердости могут отличаться, если измерять в центре или около края. Испытание на растяжение имеет лучшую повторяемость, потому что проволока разорвется при той же силе.

Каким образом измерение прочности на разрыв помогает процессу проектирования Смолли? Инженеры

Smalley используют предел прочности на разрыв, чтобы определить максимальное напряжение, которое может выдержать стопорное кольцо или волновая пружина. Измерение прочности материала на растяжение важно для процесса проектирования по Смолли, потому что оно может помочь рассчитать теоретический срок службы волновой пружины или выявить, при каком уровне напряжения деталь принимает на себя остаточную деформацию или разрушение материала.Прочность на растяжение также используется в качестве проверочной проверки, чтобы убедиться, что поступающее сырье соответствует отраслевым спецификациям. Наконец, наши инженеры используют его для наших колец и волновых пружин, чтобы обеспечить общую согласованность.

На этой неделе все. На следующей неделе проверьте «Спросите специалиста», чтобы узнать больше о волновых пружинах и стопорных кольцах.

У вас есть собственный вопрос к «Спроси эксперта»? Задайте свой вопрос ниже сегодня!

1. «Типичная диаграмма зависимости напряжения от деформации для пластичного материала». Википедия , 2008 г., en.wikipedia.org/wiki/File:Stress_Strain_Ductile_Material.pdf.

Измерение прочности металла (прочность на разрыв и ударная вязкость) | Металл Супермаркеты

При выборе металла для конкретного проекта одним из наиболее важных факторов, особенно когда речь идет о конструкционных применениях, является прочность на разрыв и ударная вязкость. Знание этих механических свойств и способов их оценки важно для выбора правильного металла для вашего проекта.

Что такое предел прочности при растяжении?

Прочность на растяжение - это величина, которая указывает на способность металла сопротивляться деформации и разрушению при приложении нагрузок, разрывающих его (известных как растягивающие нагрузки). Предел прочности на разрыв обычно количественно измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI) или паскалях (Па).

Существует 3 различных типа прочности на разрыв:

  • Предел текучести при растяжении
  • Предел прочности на разрыв
  • Предел прочности на разрыв

Предел текучести - это прочность металла до того, как он начнет пластически деформироваться.Предел прочности на разрыв - это максимальный предел прочности металла, который обычно определяется после начала пластической деформации. Предел прочности на разрыв - это прочность металла в точке окончательного разрушения.

Испытание прочности на разрыв

Машина для испытаний на растяжение требуется для надлежащего испытания материала на разрыв. Эта машина состоит из двух наборов губок, блока управления и цилиндров, которые создают силу растягивающей нагрузки.

Для проведения испытания в зажимы загружается металлический образец.В большинстве случаев металл обрабатывают таким образом, чтобы он был толще в месте зажима губками, чем в центре. Это помогает гарантировать, что перелом не произойдет в челюстях и не будет результатом концентрации напряжения от челюстей. Цилиндры активируются с помощью блока управления, и один или оба набора губок начинают удаляться друг от друга, что создает растягивающее напряжение на металле. Как только материал достигает точки разрушения, из блока управления извлекаются данные о том, сколько силы было применено.Затем данные о силе используются вместе с площадью поперечного сечения металла для расчета силы по единице площади, такой как фунт / кв. Дюйм или Па. Результаты испытания на растяжение могут быть отображены на кривой зависимости напряжения от деформации.

Прочность на растяжение - это такое часто регистрируемое механическое свойство, потому что многие металлы должны испытывать растягивающую нагрузку в течение своего срока службы. Некоторые практические примеры, в которых прочность на растяжение является важным фактором, включают цепи для подъема или буксировки, крепежные детали при затягивании или конструкционные металлы в небоскребе, когда ветер прикладывает силу к зданию.

Что такое ударная вязкость?

Ударная вязкость - это способность металла поглощать энергию столкновения, сопротивляясь растрескиванию или растрескиванию. Ударная вязкость также известна как ударная вязкость и обычно выражается в фут-фунтах (фут-фунт-сила) или джоулях на метр (Дж / м).

Испытания на ударную вязкость

Есть несколько способов проверить ударную вязкость. Одним из наиболее широко используемых тестов является тест Шарпи с V-образным надрезом. Чтобы выполнить испытание с V-образным надрезом по Шарпи, металлический образец обрабатывается до размера, определенного стандартом, и имеет прецизионный надрез в центре.Это действует как геометрический концентратор напряжений, так что материал будет разрушаться в желаемом месте во время испытания. Крайне важно, чтобы эта выемка была обработана с максимальной точностью, поскольку она очень важна для получения точных результатов испытаний.

Затем образец металла загружают в тестер Шарпи с V-образным надрезом. Тестер Шарпи с V-образным надрезом состоит из тисков для образца и маятника с известным весом в горизонтальном положении. Во время испытания маятник освобождается, и регистрируется энергия, поглощаемая металлом, когда маятник ударяется и деформирует его.Затем количество поглощенной энергии используется со значениями размеров металла для расчета ударной вязкости металла. Это испытание часто проводится при нескольких различных температурах, поскольку температура может иметь большое влияние на ударную вязкость металла. Альтернативным испытанием для определения ударной вязкости является испытание на ударную вязкость по Изоду.

Ударная вязкость - такое важное механическое свойство, которое необходимо знать, потому что металлы подвергаются столкновениям и ударам, даже если они не запланированы, во многих областях применения.Повседневные примеры ударных нагрузок, применяемых к металлам, включают удар головки молотка о предмет, штамповочные штампы и долота.

Metal Supermarkets - крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Прочность на разрыв

Механические свойства пластмасс


Что такое предел прочности? Прочность на растяжение - это способность пластика выдерживать максимальное напряжение растяжения при растяжении или растяжении без повреждений.Это момент, когда материал переходит от упругой к пластической деформации.
  • Упругая деформация - Когда напряжение снимается, материал возвращается к размеру, который был до приложения нагрузки. Действительно для небольших деформаций (кроме каучуков). Деформация обратимая, непостоянная
  • Пластическая деформация - Когда напряжение снимается, материал не возвращается к своему прежнему размеру, но происходит постоянная необратимая деформация.

Прочность на растяжение часто называют пределом прочности при растяжении и в единицах силы на площадь поперечного сечения .

Существует три типа прочности на разрыв (см. График 1 ниже):

  • Предел текучести (A) - Напряжение, которое материал может выдержать без остаточной деформации
  • Предел прочности (B) - Максимальное напряжение, которое может выдержать материал
  • Разрывная нагрузка (C) - Координата напряжения на кривой зависимости напряжения от деформации в точке разрыва

Другими словами, материалы сначала деформируются упруго - когда вы снимаете напряжение, они возвращаются к своей первоначальной форме.Затем с большей силой они деформируются пластически, это и есть текучесть - когда вы снимаете напряжение, они постоянно растягиваются и принимают новую форму. Наконец они ломаются; в конечном итоге это растягивающее напряжение или предел прочности.

»Выберите подходящий пластик с« хорошей прочностью на разрыв », отвечающий вашим требованиям.

Предел прочности на разрыв (TS) при разрыве измеряет максимальное напряжение, которое пластиковый образец может выдержать при растяжении перед разрушением. Некоторые материалы могут резко сломаться (хрупкое разрушение), в то время как другие деформируются или растянутся до разрушения.Он измеряется как растягивающая или сжимающая нагрузка, необходимая для разрушения чего-либо.

Следовательно, это одно из важных механических свойств для:

  • Оценка материала
  • Контроль качества
  • Конструктивная конструкция
  • Моделирование и
  • Анализ отказов

Подробнее о прочности на растяжение при разрыве:

»Разница между пределом прочности на разрыв и пределом текучести
» Как измерить свойства пластмасс на растяжение?
»Значение свойств при растяжении и факторов, влияющих на предел прочности пластмасс на растяжение
» Прочность на разрыв (растяжение) - значения свойств для некоторых пластмасс

Предел текучести по сравнению сПрочность на растяжение


Предел текучести - это напряжение, которое материал может выдержать без остаточной деформации, или точка, при которой он больше не возвращается к своим первоначальным размерам (на 0,2% по длине). Принимая во внимание, что предел прочности при растяжении - это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении или растяжении до разрушения или разрушения.
  • Предел текучести можно увидеть на кривой "напряжение-деформация" как точку, в которой график больше не является линейным.
  • Поскольку довольно сложно определить точную точку, в которой линия перестает быть линейной, предел текучести обычно является точкой, где значение на кривой напряжения-деформации равно 0.2% от того, что было бы, если бы он был полностью линейным

Типичная кривая напряжения-деформации

Кривая напряжения-деформации


Когда к объекту прикладывается растягивающая сила (растягивающая сила), он расширяется, и его поведение можно получить с помощью кривой зависимости напряжения от деформации в области упругой деформации (известный закон Гука). Расширение, создаваемое силой, зависит не только от материала, но и от других факторов, таких как размеры объекта (например, длина, толщина и т. Д.).)

Напряжение определяется как сила на единицу площади пластика и измеряется в Нм -2 или Па. Формула для расчета растягивающего напряжения:

σ (напряжение) = F / A

Где σ - напряжение (в ньютонах на квадратный метр или, что эквивалентно, в паскалях), F - сила (в ньютонах, обычно обозначаемая как N), а A - площадь поперечного сечения образца.

В то время как деформация определяется как удлинение на единицу длины. А поскольку это отношение длин, деформация не имеет единиц.

ε (деформация) = ΔL / L 0 ; ΔL = L-L 0

Где L 0 - исходная длина растягиваемого стержня, а L - его длина после того, как он был растянут. ΔL - это удлинение стержня, разница между этими двумя длинами.

Узнайте больше о других механических свойствах: Модуль Юнга , Вязкость , Твердость , Удлинение при текучести , Удлинение при разрыве , Предел текучести (при растяжении)

Единицы измерения прочности на разрыв


В Международной системе единицей измерения прочности на разрыв является паскаль (Па) (или мегапаскали, МПа или даже ГПа, мегапаскали), что эквивалентно ньютонам на квадратный метр (Н / м 2 ).

В США для удобства измерения прочности на разрыв обычно используются фунты-сила на квадратный дюйм (фунт-сила / дюйм 2 или фунт / кв. Дюйм) или килограмм на квадратный дюйм (kpsi).

ПРИМЕЧАНИЕ : В инженерном деле, прочность и жесткость - понятия, которые часто путают. Чтобы узнать о правильной классификации материалов, прочтите «Жесткость » здесь.


Графики напряжения-деформации для типичного эластомера, гибкого пластика, жесткого пластика и волокна
(Источник: Принципы полимеризации, четвертое издание, Джордж Одиан)

Как измерить свойства пластмасс на растяжение?


Испытания на растяжение измеряют силу, необходимую для разрушения образца, и степень, в которой образец растягивается или удлиняется до этой точки разрыва.

В общем, «методы испытаний на растяжение» применяются для измерения свойств пластмасс на растяжение. Обычно используются следующие методы:

  • ASTM D638 - Стандартный метод испытаний свойств пластмасс на растяжение
  • ISO 527-1: 2012 - Определение свойств при растяжении. Общие принципы

Конечно, существует несколько других методов, помимо перечисленных ниже, но они здесь не обсуждаются.

Методы испытаний ASTM D638 и ISO 527 Методы испытаний
ASTM D638 и ISO 527 охватывают определение свойств растяжения пластмасс и пластиковых композитов в определенных условиях в виде стандартных образцов для испытаний в форме гантелей.Определяемые условия могут варьироваться от предварительной обработки, температуры, влажности до скорости испытательной машины.

Методы используются для исследования поведения испытуемых образцов при растяжении.

Посмотрите это интересное видео об испытании пластмасс на микропрочность на растяжение в соответствии с ASTM D638


Источник: ADMET

И, по результатам испытаний на растяжение можно сделать следующие расчеты:


Для ASTM D638 скорость испытания определяется спецификацией материала.Для ISO 527 скорость испытания обычно составляет 5 или 50 мм / мин для измерения прочности и удлинения и 1 мм / мин для измерения модуля.

Экстензометр - это устройство, которое используется для измерения изменений длины объекта. Это полезно для измерений напряжения-деформации и испытаний на растяжение.

Значение свойств при растяжении


  • Свойства при растяжении предоставляют полезные данные для инженерного проектирования пластмасс.
  • Свойства прочности на растяжение часто включаются в спецификации материалов для обеспечения качества.
  • Прочность на растяжение часто измеряется при разработке новых материалов и процессов, чтобы можно было сравнивать различные материалы и процессы.
  • Наконец, свойства при растяжении часто используются для прогнозирования поведения материала при формах нагрузки, отличных от одноосного растяжения.

Факторы, влияющие на предел прочности пластмасс на растяжение


Прочность полимеров далее регулируется их:
  • Молекулярная масса : прочность полимера повышается с увеличением молекулярной массы и достигает уровня насыщения при некотором значении молекулярной массы.
    • При более низкой молекулярной массе - полимерные цепи слабо связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса, и цепи могут легко перемещаться, что отвечает за низкую прочность, хотя кристалличность присутствует
    • Полимер с более высокой молекулярной массой - Полимерные цепи становятся большими и, следовательно, сшиваются, придавая полимеру прочность

  • Сшивание : Сшивание ограничивает движение цепей и увеличивает прочность полимера.

  • Кристалличность : Кристаллическая фаза полимера увеличивает прочность; следовательно, межмолекулярная связь более значительна. Следовательно, деформация полимера может привести к более высокой прочности, приводящей к ориентированным цепям.

Помимо этой скорости испытания, уровень ориентации волокон, температура, содержание наполнителя и т. Д. Также влияют на значения прочности на разрыв термопластов.

Найдите коммерческие марки, соответствующие вашим целевым механическим свойствам, с помощью функции «Поиск недвижимости - Предел прочности при разрыве фильтра "в базе данных Omnexus Plastics:

Значения прочности на разрыв (растяжение) некоторых пластмасс


Нажмите, чтобы найти полимер, который вы ищете:
A-C | E-M | PA-PC | PE-PL | ПМ-ПП | PS-X
Название полимера Мин. Значение (МПа) Максимальное значение (МПа)
ABS - Акрилонитрилбутадиенстирол
29.8 43,0
ABS огнестойкий
30,0 50,0
ABS High Heat 30,0 60,0
АБС ударопрочный 30,0 45,0
Смесь АБС / ПК - Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната
40,0 50,0
Смесь АБС / ПК, 20% стекловолокна 75.0 80,0
ABS / PC огнестойкий
40,0 55,0
Смесь аморфных TPI, сверхвысокого нагрева, химическая стойкость (высокая текучесть) 105,0 105,0
Смесь аморфного ТПИ, сверхвысокого нагрева, химическая стойкость (стандартный поток) 160,0 160,0
Аморфный TPI, высокая температура нагрева, высокая текучесть, бессвинцовая пайка, 30% GF 147.0 147,0
Аморфный TPI, высокая температура нагрева, высокая текучесть, прозрачный, бессвинцовый припой (высокая текучесть) 74,0 74,0
Аморфный TPI, высокотемпературный, высокоточный, прозрачный, бессвинцовый припой (стандартный поток) 70,0 70,0
Аморфный TPI, высокая температура, химическая стойкость, 260C UL RTI 119,0 119,0
Аморфный TPI, умеренный нагрев, прозрачный 78.0 78,0
Аморфный TPI, умеренный нагрев, прозрачный (одобрен для контакта с пищевыми продуктами) 78,0 78,0
Аморфный TPI, умеренно нагретый, прозрачный (степень удаления плесени) 78,0 78,0
Аморфный TPI, умеренное нагревание, прозрачный (в форме порошка) 78,0 78,0
ASA - Акрилонитрилстиролакрилат
47.0 56,0
Смесь ASA / PC - Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната
45,0 50,0
ASA / PC огнестойкий 48,0 48,0
Смесь ASA / PVC - Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поливинилхлорида 45,0 50,0
CA - Ацетат целлюлозы
24,0 52,0
CAB - Бутират ацетата целлюлозы
18.0 48,0
CP - пропионат целлюлозы 14,0 50,0
COC - Циклический олефиновый сополимер
46,0 63,0
ХПВХ - хлорированный поливинилхлорид
45,0 60,0
ETFE - этилентетрафторэтилен
45,0 45,0
ECTFE 45,0 54.0
EVA - этиленвинилацетат
7,0 30,0
EVOH - Этиленвиниловый спирт
30,0 205,0
FEP - фторированный этиленпропилен
19,0 21,0
HDPE - полиэтилен высокой плотности
30,0 40,0
HIPS - ударопрочный полистирол
20.0 45,0
HIPS огнестойкий V0 15,0 30,0
Иономер (сополимер этилена и метилакрилата)
11,0 37,0
LCP - Жидкокристаллический полимер
175,0 175,0
LCP, армированный углеродным волокном 190,0 240,0
LCP армированный стекловолокном 160.0 220,0
LCP Минеральный наполнитель 110,0 180,0
LDPE - полиэтилен низкой плотности
10,0 20,0
ЛПЭНП - линейный полиэтилен низкой плотности
25,0 45,0
PA 11 - (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном
80,0 136,0
PA 11, токопроводящий 37.0 37,0
PA 11, гибкий 43,0 59,0
PA 11, жесткий 37,0 58,0
PA 12 (Полиамид 12), проводящий 39,0 -
PA 12, армированный волокном 72,0 145,0
PA 12, гибкий 50,0 56,0
PA 12, со стекловолокном 37.0 50,0
PA 12, жесткий 56,0 69,0
PA 46 - Полиамид 46
65,0 85,0
PA 46, 30% стекловолокно 128,0 132,0
PA 6 - Полиамид 6
50,0 95,0
PA 6-10 - Полиамид 6-10
50,0 65,0
PA 66 - Полиамид 6-6
50.0 95,0
PA 66, 30% стекловолокно 100,0 125,0
PA 66, 30% Минеральное наполнение 45,0 200,0
PA 66, ударно-модифицированная, 15-30% стекловолокна 90,0 120,0
PA 66, модифицированный при ударе
40,0 50,0
Полиамид полуароматический 60,0 60.0
PAI - Полиамид-имид
190,0 195,0
PAI, 30% стекловолокно 210,0 210,0
PAI, низкое трение 125,0 165,0
PAN - Полиакрилонитрил 50,0 65,0
PAR - Полиарилат
25,0 65,0
PARA (Полиариламид), 30-60% стекловолокна
190.0 280,0
PBT - полибутилентерефталат
40,0 50,0
PBT, 30% стекловолокно 135,0 140,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 90,0 160,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 90,0 140,0
PC - Поликарбонат, жаростойкий
55.0 77,0
Смесь ПК / ПБТ - смесь поликарбоната / полибутилентерефталата со стеклянным наполнением 62,0 110,0
PCTFE - Полимонохлортрифторэтилен
32,0 40,0
PE - Полиэтилен 30% стекловолокно
52,0 63,0
PEEK - Полиэфирэфиркетон
90,0 150,0
PEEK, армированный 30% углеродным волокном 200.0 220,0
PEEK, армированный стекловолокном, 30% 150,0 180,0
PEI - Полиэфиримид
90,0 100,0
PEI, 30% армированный стекловолокном 150,0 160,0
PEI, минеральное наполнение
90,0 100,0
PEKK (Полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности
89.5 89,5
PESU - Полиэфирсульфон
70,0 90,0
PESU 10-30% стекловолокно 75,0 140,0
ПЭТ - полиэтилентерефталат
45,0 70,0
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 140,0 160,0
ПЭТ, 30/35% армированный стекловолокном, модифицированный при ударе 100.0 110,0
PETG - полиэтилентерефталат гликоль
40,0 40,0
PE-UHMW - полиэтилен - сверхвысокая молекулярная масса 39,0 49,0
PFA - перфторалкокси
27,0 30,0
PGA - Полигликолиды 68,9 68,9
PHB - Полигидроксибутират
25.0 27,0
PHB-V (5% валерат) 35,0 37,0
PI - Полиимид
72,0 120,0
PLA - полилактид
52,0 54,0
PLA - Полилактид Высокотемпературные пленки 102,2 104,2
PMMA - Полиметилметакрилат / акрил
38,0 70.0
PMMA (Акрил) High Heat 65,0 79,0
ПММА (акрил) Ударно-модифицированный
35,0 65,0
PMP - Полиметилпентен
16,0 18,0
PMP, армированный 30% стекловолокном 60,0 68,0
PMP Минеральное наполнение 17,0 18,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / углеродное волокно, длинный, 30% наполнителя по весу 290.0 290,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / углеродное волокно, длинный, 40% наполнителя по весу 305,0 305,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинное, 40% наполнителя по весу 230,0 230,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинное, 40% наполнителя по весу 210,0 210,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинный, 50% наполнитель по весу 270.0 270,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинный, 50% наполнитель по весу 230,0 230,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинное, 60% наполнителя по весу 270,0 270,0
Полиамид 66 (нейлон 66) / стекловолокно, длинное, 60% наполнителя по весу 250,0 250,0
Гомополимер полипропилена (гомополимер ПП) / стекловолокно, длинное, 30% наполнителя по весу 120.0 120,0
Гомополимер полипропилена (гомополимер ПП) / стекловолокно, длинное, 40% наполнителя по весу 130,0 130,0
Гомополимер полипропилена (гомополимер ПП) / стекловолокно, длинное, 40% наполнителя по весу 120,0 120,0
Гомополимер полипропилена (гомополимер ПП) / стекловолокно, длинное, 50% наполнителя по весу 130.0 130,0
Гомополимер полипропилена (гомополимер ПП) / стекловолокно, длинное, 50% наполнителя по весу 130,0 130,0
ПОМ - Полиоксиметилен (Ацеталь)
60,0 70,0
ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием
45,0 60,0
ПОМ (Ацеталь) Низкое трение 50,0 70,0
ПОМ (Ацеталь) Минеральное наполнение
50.0 75,0
PP - полипропилен 10-20% стекловолокно
35,0 56,0
ПП, 10-40% минерального наполнителя 18,0 24,0
ПП, наполненный тальком 10-40% 21,0 28,0
PP, 30-40% армированный стекловолокном 42,0 70,0
Сополимер PP (полипропилен)
30.0 35,0
Гомополимер PP (полипропилен)
20,0 40,0
ПП, модифицированный при ударе
23,0 35,0
PPA - полифталамид
85,0 85,0
PPA, 30% минеральное наполнение 79,0 81,0
PPA, 33% армированный стекловолокном 192,0 194.0
PPA, усиленный стекловолокном на 33% - High Flow 162,0 163,0
PPA, 45% армированный стекловолокном 227,0 229,0
PPE - Полифениленовый эфир
45,0 60,0
СИЗ, 30% армированные стекловолокном 100,0 130,0
СИЗ, огнестойкий 45,0 55.0
СИЗ, модифицированные при ударе 45,0 55,0
СИЗ с минеральным наполнителем 65,0 75,0
PPS - полифениленсульфид
50,0 80,0
PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 130,0 150,0
PPS, армированный 40% стекловолокном 120,0 150,0
PPS, проводящий 60.0 140,0
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 60,0 150,0
PPSU - полифениленсульфон
75,8 76,0
ПС (полистирол) 30% стекловолокно 70,0 70,0
ПС (полистирол) Кристалл 35,0 60,0
PS, высокая температура 40,0 60.0
PSU - полисульфон
70,0 80,0
Блок питания, 30% армированный стекловолокном 100,0 125,0
PSU Минеральное наполнение 65,0 70,0
PTFE - политетрафторэтилен
0,0 10,0
ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 15,0 20,0
ПВХ (поливинилхлорид), армированный 20% стекловолокном
60.0 90,0
ПВХ, пластифицированный
7,0 25,0
ПВХ, пластифицированный наполнитель 10,0 25,0
ПВХ жесткий
35,0 60,0
ПВДХ - поливинилиденхлорид
20,0 35,0
PVDF - поливинилиденфторид
40,0 50.0
SAN - Стиролакрилонитрил
65,0 85,0
SAN, армированный стекловолокном на 20% 100,0 120,0
SMA - малеиновый ангидрид стирола
35,0 55,0
SMA, армированный стекловолокном на 20% 56,0 75,0
SMA, огнестойкий V0 20,0 25.0
SMMA - метилметакрилат стирола
30,0 60,7
SRP - Самоупрочняющийся полифенилен 159,0 207,0
TPS / PE - смесь термопластичного крахмала и полиэтилена (протестировано 30 микронных пленок) 20,0 20,0
XLPE - сшитый полиэтилен
11,0 32,0

Коммерчески доступные марки полимеров с высоким пределом прочности на разрыв

Узнайте больше о других механических свойствах: Модуль Юнга , Вязкость , Твердость , Относительное удлинение при текучести , Относительное удлинение при разрыве , Предел текучести (при растяжении)


Механические испытания - Испытания на растяжение, часть 1

Механические испытания проводятся для получения данных, которые могут использоваться для целей проектирования или как часть процедуры соединения материалов или схемы приемки оператора.Самая важная функция может заключаться в предоставлении проектных данных, поскольку важно, чтобы предельные значения, которые конструкция может выдерживать без сбоев, были известны.

Рис.1. Типовая машина для испытания на растяжение

Однако неадекватный контроль свойств материала со стороны поставщика или некомпетентные процедуры соединения и операторы не менее важны для поставки продукта, безопасного в использовании. Примером этой двойной роли механических испытаний является испытание на растяжение, которое может использоваться либо для определения предела текучести стали для использования в расчетах конструкции, либо для обеспечения того, чтобы сталь соответствовала требованиям к прочности, указанным в спецификации материала.

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Механические испытания также можно разделить на количественных или качественных испытаний. Количественный тест - это тест, который предоставляет данные, которые будут использоваться для целей проектирования, качественный тест, результаты которого будут использоваться для сравнений - тесты на твердость или Шарпи-V - например, в качестве теста «годен / не годен», например тест на изгиб.

Данные о механических свойствах получены в результате относительно небольшого количества стандартных испытаний, и они будут рассмотрены в следующих нескольких статьях.Они будут включать испытания на растяжение и ударную вязкость, испытания, используемые для процедуры сварки и утверждения сварщика, а также испытания, используемые для определения эксплуатационных свойств.

Испытание на растяжение

Как упоминалось ранее, испытание на растяжение используется для получения информации, которая будет использоваться в расчетах конструкции, или для демонстрации того, что материал соответствует требованиям соответствующей спецификации - следовательно, это может быть количественное или качественное испытание.

Испытание проводится путем захвата концов соответствующим образом подготовленного стандартизованного испытательного образца в машине для испытания на растяжение и последующего приложения постоянно увеличивающейся одноосной нагрузки до тех пор, пока не произойдет отказ.Образцы для испытаний стандартизированы, чтобы результаты были воспроизводимыми и сопоставимыми, как показано на рис. , рис. 2 .

Рис.2. Образцы на растяжение стандартной формы

Образцы считаются пропорциональными , когда длина , L 0 , связана с исходной площадью поперечного сечения, A 0 , выраженной как L 0 = k√A 0 . Константа k составляет 5,65 в спецификациях EN и 5 в кодах ASME. Это дает измерительную длину примерно в 5 раз больше диаметра образца и 4 раза диаметр образца соответственно - хотя эта разница может не быть технически значимой, это важно при заявлении о соответствии спецификациям.

Рис.3. Кривая напряжения / деформации

Измеряются как нагрузка (напряжение), так и растяжение (деформация) испытательного образца, и на основе этих данных строится инженерная кривая напряжения / деформации , Рис. 3 . По этой кривой мы можем определить:

a) предел прочности при растяжении , также известный как предел прочности при растяжении , нагрузка при разрушении, деленная на исходную площадь поперечного сечения, где предел прочности на растяжение (U.T.S.), σ max = P max / A 0 , где P max = максимальная нагрузка, A 0 = исходная площадь поперечного сечения. В спецификациях EN этот параметр также обозначается как «R m »;

b) предел текучести (YP), напряжение, при котором деформация изменяется с упругой на пластическую, т.е. ниже предела текучести, разгрузка образца означает, что он возвращается к своей исходной длине, выше предела текучести возникла остаточная пластическая деформация, YP или σ y = P yp / A 0 , где P yp = нагрузка в пределе текучести.В спецификациях EN этот параметр также обозначается как «R e »;

c) Повторно собрав сломанный образец, мы также можем измерить относительное удлинение , El%, насколько испытательный образец растянулся при разрыве, где El% = (L f - L 0 / L o ) x100 где L f = измерительная длина до разрыва, а L 0 = исходная измерительная длина. В спецификациях EN этот параметр также обозначается как «A» ( Рис. 4a ).

d) уменьшение площади % на , насколько образец сужен или уменьшился в диаметре в точке разрушения, где R = A% = (A 0 - A f / A 0 ) x 100 где A f = площадь поперечного сечения в месте разрушения. В спецификациях EN этот параметр также обозначается как «Z» ( Рис. 4b ).

Рис.4: а) Расчет относительного удлинения, б) Расчет процентного уменьшения площади

(a) и (b) являются мерой прочности материала, (c) и (d) указывают на пластичность или способность материала деформироваться без разрушения.

Наклон упругой части кривой, по существу прямая линия, дает Модуль упругости Юнга , меру того, насколько конструкция будет упруго деформироваться под нагрузкой.

Низкий модуль упругости означает, что конструкция будет гибкой, а высокий модуль - жесткой и негибкой.

Для получения наиболее точной кривой напряжения / деформации к образцу должен быть прикреплен экстензометр для измерения удлинения измерительной длины.Менее точный метод - это измерение движения траверсы натяжной машины.

Кривая напряжения-деформации на рисунке 3 показывает материал с хорошо выраженным пределом текучести, но только отожженная углеродистая сталь демонстрирует такое поведение. Металлы, упрочненные легированием, термообработкой или холодной обработкой, не обладают ярко выраженной текучестью, поэтому необходимо найти другой метод определения «предела текучести».

Это делается путем измерения предела текучести ( смещенный предел текучести в американской терминологии), напряжения, необходимого для создания небольшой заданной величины пластической деформации в испытательном образце.

Сопротивление текучести измеряется путем проведения линии, параллельной упругой части кривой зависимости напряжения / деформации при заданной деформации, эта деформация представляет собой процент от исходной измерительной длины, следовательно, - 0,2%, 1% - (см. Рис.5 ).

Рис.5. Определение предела текучести

Например, 0,2% предела текучести можно измерить, используя 0,2 мм остаточной деформации в образце с измерительной длиной 100 мм.Таким образом, испытательная прочность не является фиксированной характеристикой материала, например пределом текучести, а будет зависеть от заданной пластической деформации. Поэтому важно, чтобы при рассмотрении прочности доказательства всегда указывалось процентное значение. В большинстве спецификаций стали используется деформация 0,2%, R P0.2 в спецификациях EN.

Некоторые материалы, такие как отожженная медь, серый чугун и пластмассы, не имеют прямолинейного упругого участка на кривой напряжения / деформации.В этом случае обычная практика, аналогичная методу определения предела текучести, заключается в определении «предела текучести» как напряжения, вызывающего определенную остаточную деформацию.

Часть 2 этой серии по механическим испытаниям будет охватывать испытания на растяжение, одобренные для процедуры сварки.

Эту статью подготовил Gene Mathers .

Прочность на подшипник: как это измеряется?

Для тяжелых условий эксплуатации требуется превосходная прочность подшипника, но как на самом деле измеряется прочность подшипника? По сути, несущая способность - это максимальная напряженная нагрузка, которую блок может «выдержать» или выдержать до того, как конструкция разрушится.Но прочность подшипника также можно измерить с точки зрения прочности на растяжение, сжатие и изгиб, а также твердости подшипника. У нас есть определение, которое поможет вам найти правильную несущую способность:

Насколько сильна ваша выносливость? В конечном итоге он должен быть достаточно прочным, чтобы превосходить повседневные рабочие условия вашей среды. В конце концов, подшипники предназначены для того, чтобы выдерживать напряжение и нагрузку, возникающие в вашем приложении, но лучше всего измерять прочность подшипников консервативно, чтобы не выходить за пределы проектных ограничений.

Прочность подшипника часто измеряется по:

Предел прочности

Прочность на растяжение измеряет способность материала выдерживать нагрузку при растяжении без разрушения. Прочность на разрыв, также известная как предел прочности, измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Чем выше предел прочности на разрыв, тем прочнее материал подшипника и тем лучше он сопротивляется растрескиванию.

Относительное удлинение при растяжении

Удлинение при растяжении - это увеличение длины, которое происходит при растяжении материала, но до его разрыва при растяжении.Он указывается в процентах от исходной длины материала. Высокая прочность на разрыв и высокое удлинение являются ключевыми факторами, определяющими общую ударную вязкость материала.

Прочность на сжатие

Прочность на сжатие относится к сопротивлению материала разрушению при сжатии. Предельная прочность на сжатие тесно связана с прочностью на сжатие.

Прочность на изгиб

Прочность на изгиб - это способность материала противостоять изгибу под нагрузкой (также известная как модуль разрыва или прочность на изгиб).

Модуль упругости

Модуль

охватывает предел прочности на растяжение, сжатие и изгиб. Он определяется как соотношение между напряжением или силой на единицу площади. Модуль материала может предсказать реакцию материала, если напряжение меньше текучести материала.

Твердость

Твердость пластика измеряет способность материала противостоять вдавливанию. См. Руководство по выбору подшипников Rulon.

Какие еще свойства следует учитывать при выборе материала, помимо несущей способности? Также очень важно проверить геометрию подшипника, сопрягаемое оборудование, требования к чистоте сертификации (FDA, 3A), условия эксплуатации, колебания температуры и многое другое.Получите полную помощь по выбору подшипников в официальной документации по конструкции пластиковых подшипников. Или для индивидуальной консультации отправьте рабочий лист дизайна.

Мы будем рады помочь вам найти нужный материал!

Что такое предел прочности на разрыв?

Что означает предел прочности при растяжении?

Прочность на растяжение - это способность материала противостоять растягивающей (растягивающей) силе и относится к пределу прочности материала на разрыв при приложении силы, способной одновременно разорвать множество прядей материала при постоянной скорости растяжения / нагрузки.Обычно она измеряется в единицах силы на площадь поперечного сечения.

Прочность на растяжение - это величина нагрузки или напряжения, с которой материал может справиться до того, как он растянется и сломается. Как следует из названия, предел прочности на разрыв - это сопротивление материала растяжению, вызываемому механическими нагрузками, приложенными к материалу. Способность противостоять разрушению при растягивающем напряжении - одно из наиболее важных и широко измеряемых свойств материалов, используемых в конструкциях.

Предел прочности на разрыв - это максимальное растягивающее напряжение, которому материал может подвергнуться до разрушения, хотя фактическое определение разрушения обычно варьируется в зависимости от типа и конструкции материала.Снижение пластичности и увеличение хрупкости связаны с повышенной скоростью коррозии, которая, в свою очередь, может изменить разрушение материала с пластичного разрушения на гораздо более опасное хрупкое разрушение.

Понятие прочности на разрыв имеет первостепенное значение в машиностроении, а также в областях материаловедения, машиностроения и строительства. Прочность на разрыв более важна для хрупких материалов, чем для пластичных.

Corrosionpedia объясняет предел прочности на разрыв

Предел прочности материала на разрыв - это максимальное значение растягивающего напряжения, которое он может принять до разрушения (например, разрушения или остаточной деформации).Предел прочности на разрыв определяет точку, в которой материал переходит от упругой к пластической деформации. Он выражается как минимальное растягивающее напряжение (сила на единицу площади), необходимое для разделения материала на части.

Например, если металлический стержень с поперечным сечением в один квадратный дюйм может выдержать тянущее усилие в 1000 фунтов, но сломается, если приложить большее усилие, то прочность металла на растяжение составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм. Предел прочности на разрыв для конструкционной стали составляет 400 мегапаскалей (МПа), а для углеродистой стали - 841 МПа.Значения прочности на растяжение различны для разных плотностей стали.

Существует три типа прочности на разрыв:

  1. Предел текучести - напряжение, которое материал может выдержать без остаточной деформации
  2. Предел прочности - максимальное напряжение, которое может выдержать материал
  3. Разрывная нагрузка - координата напряжения по напряжению-деформации кривая в точке разрыва

Прочность на растяжение - это предельное состояние растягивающего напряжения, которое приводит к разрушению при растяжении одним из двух способов:

  1. Дуктильное разрушение - текучесть на первой стадии разрушения, некоторое упрочнение на второй стадии и разрушение после возможного образования «шейки»
  2. Хрупкое разрушение - внезапное разрушение двух или более частей при низком напряженном состоянии

Предел прочности на разрыв можно использовать с точки зрения истинного напряжения или инженерного напряжения.

Выполнение испытания металлов на предел прочности при растяжении позволит определить, насколько сплав будет удлинен, прежде чем достигнет предела прочности на растяжение, и какую нагрузку может выдержать конкретный кусок металла, прежде чем он потеряет структурную целостность.