Міцністю називається здатність чинити опір деформації або руйнування під дією статичних або динамічних навантажень. Про міцність судять за характеристиками механічних властивостей, одержуваних при механічних випробуваннях.
Основними характеристиками є:
σв -предел міцності в н / м 2 (кг / мм 2);
δ -Відносне подовження в%;
ψ -Відносне звуження в%;
δ і ψ характеризують пластичність металу.
Крім перерахованих характеристик, при випробуванні на розтяг отримують.
σе -предел пружності в н / м 2 (кг / мм 2);
σр - межа пропорційності в н / м 2 (кг / мм 2);
σт -предел плинності в н / м 2 (кг / мм 2).
Для випробування на розтягнення застосовують розривні машини. Найбільш поширеними машинами є: універсально-важільні митників машини Р-5, преси Гагаріна, машини ІМ-4Р (конструкція ЦНИИТМАШ), гідравлічні преси.
Мал. 13. Розривна машина типу ІМ-4Р:
а - загальний вигляд;
б - схема машини: 1 і 2 - затискачі машини; 3 - гвинт навантажувального механізму; 4 - важіль; 5 - маятник; 6 - електродвигун; 7 - стрілка; 8 - шкала; 9 - перо для запису діаграми розтягування; 10 - діаграмні бараки; 11 - зубчастий пара
Все розривні машини мають механізми для навантаження випробуваного зразка, механізми для вимірювання навантажень, прикладених до зразків, і самозапісивающіе прилади, викреслюють діаграми розтягування (рис. 13).
Мал. 14. Стандартні зразки для випробування на розтяг металів
Для випробування на розтягнення з випробуваного матеріалу виготовляють зразок (рис. 14). Форма і розміри зразків стандартизовані.
Мал. 15. Діаграма деформації при випробуванні матеріалів на розтяг
На рис. 15 приведена діаграма, що показує поведінку маловуглецевої стали при розтягуванні.
Діаграма будується в координатах: на ординате відкладена Р - навантаження в кг, а на абсциссе δl - подовження зразка в мм.
Межа пружності σе = PЕ / F0 н / м 2 (кг / мм 2) визначається як напруга, при якому залишкова деформація дорівнює 0,005% початкової розрахункової довжини зразка l0.
Межа пропорційності σp = Pp / F0 н / м г (кг / мм 2), - напруга, при якому відступ від лінійної залежності між напруженнями і деформаціями досягає такої величини, при якій тангенс кута, утвореного кривою «навантаження-деформація» з віссю навантажень , збільшується на 50% свого початкового значення.
Межа плинності σт = Pт / F0 н / м 2 (кг / мм 2) - найменше напруження, при якому зразок деформується (тече) без помітного збільшення навантаження.
Межею міцності при розтягуванні σв називається напруга, що відповідає найбільшому навантаженню, що передує руйнуванню зразка:
де Рм - найбільше навантаження. попередня розриву зразка, в н (кг);
F0 - початкова (до розриву) площа поперечного перерізу зразка в м 2 (мм 2).
Показники пластичності визначаються за формулами.
Відносне подовження δ в%-відношення приросту довжин зразка (після розриву) до його первісної розрахунковій довжині:
де l0 - розрахункова довжина зразка до розриву в мм;
l1 - розрахункова довжина зразка після розриву в мм.
Відносне звуження ψ в%-відношення зменшення площі поперечного перерізу зразка (після розриву) до первісної площі його поперечного перерізу:
де F0 - площа поперечного перерізу зразка до розриву в мм 2;
F1 - площа поперечного перерізу зразка після розриву в мм 2.