Переход к содержанию страницы

Прочность при растяжении

Что обозначает прочность при растяжении?

Прочность при растяжении Rm (такж разрывная прочность) представляет собой характеристику материала для оценки прочностных свойств. Прочность при растяжении (англ.: tensile strength) обозначает максимальное механическое растягивающее напряжение, с которым можно нагружать образец. При превышении прочности при растяжении материал разрушается: приложение усилия снижается, пока образец, наконец, не порвется. Разумеется, на образце возникает пластичная (т.е. остаточная) деформация еще до достижения прочности при растяжении.

Прочность при растяжении Rm определяют с помощью испытания на растяжение (например, по серии стандартов ISO 6892 (для металлических материалов) или ISO 527 (для пластмасс и композитов)). 
Она рассчитывается из максимально достигнутого усилия растяжения Fm и площади поперечного сечения образца в начале испытания на растяжение:
прочность при растяжении Rm = максимальное усилие растяжения Fm / площадь поперечного сечения S0

Прочность при растяжении указывается в МПа (мегапаскалях) или Н/мм². 

В диаграмме напряжения/деформации (также кривая напряжения/деформации) растягивающее напряжение прикладывается к образцу посредством его относительной продольной деформации в процессе испытания на растяжение.

Из этой кривой можно определять различные характеристики испытываемого материала; например, упругие свойства или прочность при растяжении. В диаграмме напряжения/деформации прочность при растяжении является максимальным значением напряжения, достигаемым при испытании на растяжение после повторного роста растягивающего напряжения.

Прочность при растяжении у различных материалов

На изображении справа в диаграмме напряжения/деформации представлены примеры для различных материалов со своими кривыми и значениями прочности при растяжении Rm.

Прочность при растяжении при различном упрочнении материала

Для металлических материалов с ярко выраженным пределом текучести наивысшее усилие растяжения регламентируется как наивысшее достигнутое усилие после верхнего предела текучести. Наивысшее усилие растяжения после превышения предела текучести при материалах со слабым упрочнением может находиться ниже предела текучести, т.е. прочность при растяжении в этом случае меньше значения верхнего предела текучести.

На изображении справа в диаграмме напряжения/деформации представлена кривая с высоким упрочнением (1) и очень низким упрочнением (2) после предела текучести.

Для пластмасс с точкой текучести и последующим спадом напряжения прочность при растяжении, напротив, соответствует напряжению в точке текучести.

Другие характеристики для оценки прочностных свойств

Для оценки прочностных свойств, наряду с прочностью при растяжении, также определяют верхний и нижний пределы текучести, условные пределы текучести, а также прочность при разрушении / разрывную прочность.

Пределом прочности обозначают напряжение при переходе от упругой к пластичной деформации. Это общее понятие для предела упругости, верхнего и нижнего предела прочности (при испытании на растяжение), предела текучести сжатия или смятия (при испытании на сжатие), предела изгиба (при испытании на изгиб) или предела проворачивания (при испытании на скручивание).

Условные предела текучести, напротив, представляют собой значения напряжения, уже содержащие определенную остаточную или также общую деформацию. У металлических материалов они используются для обозначения постоянного перехода из упругой в пластичную зону.

Понятие Предел растекаемости используется в реологии и обозначает значение напряжения, начиная с которого возникает течение материала (прежде всего, пластмасс). Течение отмечается тем, что с превышением предела растекаемости возникает пластичная (т.е. Необратимая) деформация материала.

После достижения наивысшего усилия Fm у многих материалов с ростом деформации падает усилие и вместе стем номинальное растягивающее напряжение, пока образец не разрушится или не порвется. Зависимое от начальной площади поперечного сечения усилие разрушения обозначается как прочность при разрушении или разрывная прочность. Это важная характеристика, особенно для пластмасс. У хрупких металлических материалов, эластомеров или даже вязких пластмасс без предела текучести или точки текучести зачастую разрывная прочность соответствует прочности при растяжении.

Примерные значения прочности при растяжении металлических материалов

Название материала № материала  старое обозн.  Rm Rp0,2
S235JR  1,0037 St37-2 360  235
S275JR  1,0044 St44-2 430 275
S355J2G3  1,0570 St52-3N 510  355
C22E  1,1151 Ck22  500  340
28Mn6  1,1170 28Mn6  800  590
C60E  1,1221   850  580
X20Cr13  1,4021   750  550
X17CrNi16-2 1,4057   750  550
X5CrNi18-10 1,4301 V2A  520  210
X2CrNiMo17-12-2 1,4404 V4A  520  220
X2CrNiMoN17-13-3 1,4429   580  295
30CrNiMo8  1,6580   1250  1050
34CrMo4  1,7220 34CrMo4  1000  800
42CrMo4  1,7225   1100  900
S420N  1,8902 StE420 520  420

Дополнительная информация по испытаниям на растяжение

Предел текучести

Предел текучести определяют в процессе испытания на растяжение как напряжение, вплоть до которого у материала при растягивающем нагружении не возникает длительная пластичная деформация.
к Предел текучести

Испытание на растяжение

Испытание на растяжение предназначено для определения свойств прочности и деформации при растягивающем нагружении.
к Испытание на растяжение
Испытания металла на оборудовании фирмы ZwickRoell

Испытание на растяжение, ISO 6892-1

Описание испытания металлов на растяжение, ISO 6892 и ASTM E8.
к Испытание на растяжение, ISO 6892-1
Испытание пластмасс на растяжение - ISO 527-1; ISO 527-2; ASTM D638

Испытание на растяжение

ISO 527-1, ISO 527-2, ASTM D 638
Испытание пластиковых формовочных масс на растяжение: ISO 527-1/-2 bzw. ASTM D 638: Напряжение растяжения, деформация, модуль растяжения, точка текучести, точка разрушения, коэффициент Пуассона. Узнайте всё о цели испытания и палитре необходимой продукции.
к Испытание на растяжение

Испытательные машины для определения прочности при растяжении

Top