Производство деталей из металлических порошков 1 страница

6.3.1 Общие сведения о порошковой металлургии

Порошковая металлургия – отрасль технологии по производству металлических порошков, их сплавов и неметаллических веществ и изготовлению деталей из порошков. Из порошков вначале прессуют заготовки, которые подвергают последующей термической обработке – спеканию (при этом повышается прочность детали). Порошковой металлургией получают различные металлические порошки, например: железный, медный, никелевый, вольфрамовый, молибденовый, титановый и др., а также различные композиционные материалы со специальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, которые другими методами зачастую получить невозможно.

Это материалы из металлов со значительной разницей в температуре плавления (например, W-Cu, W-Al, Mo-Cu). Это металлокерамические твердые сплавы, характеризующиеся высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью (на основе порошков карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, TaC)). Они идут на изготовление режущего и бурового инструмента и получение износостойких слоев.

Это металлокерамические материалы с заданной пористостью: антифрикционные (бронзографитовые, железомеднографитовые и другие композиции), идущие на изготовление вкладышей подшипников, и высокопористые, для чего в порошки коррозийно-стойкой стали, алюминия, титана и др. добавляют вещества, выделяющие газы при спекании. Высокопористые материалы идут на изготовление фильтров.

Это фрикционные материалы, представляющие собой сложные композиции на медной и железной основе с добавкой асбеста, карбидов тугоплавких металлов и различных оксидов. Применяют их в тормозных узлах и узлах сцепления (в самолетостроении, автомобилестроении и др.).

Порошковой металлургией изготавливают алмазно-металлические материалы, характеризующиеся высокими режущими свойствами (связка – медная, никелевая и др.), детали из жаростойких и жаропрочных материалов (на основе тугоплавких и твердых соединений: оксидов, карбидов, боридов и др.), материалы со специальными электрическими и магнитными свойствами (постоянные магниты, магнитодиэлектрики, ферриты). В последнее время возрос объем применения компактных конструкционных материалов, получаемых из порошков самых различных металлов и сплавов. В связи с высокой плотностью они обладают хорошими механическими и эксплуатационными свойствами.

6.3.2 Получение порошков

В задачи порошковой металлургии, таким образом, входит производство порошков и получение из них заготовок или готовых деталей. При изготовлении спеченных изделий применяют порошки размером от 0,5 до 500 мкм. Получают порошки механическими и физико-химическими способами.

К механическим способам получения порошков относятся: распыление жидкого металла, размол стружки и других отходов металлообработки в вихревых или шаровых мельницах. При использовании механических способов исходный материал измельчается без изменения химического состава.

К физико-химическим способам получения порошков относятся: восстановление металлов из оксидов, осаждение металлических порошков из водного раствора, соли и др. Получение порошка при этом связано с изменением химического состава исходного сырья или его состояния.

Физико-химические способы более универсальны и более экономичны: используют отходы производства в виде окалины, оксидов и т.д. Порошки ряда тугоплавких металлов (W, Mo), а также порошки их сплавов могут быть получены только физико-химическими способами.

Металлические порошки характеризуются химическим составом, а также физическими и технологическими свойствами (текучестью, прессуемостью и спекаемостью).

6.3.3 Приготовление смеси и формообразование заготовок

Для получения качественных заготовок или деталей, порошки предварительно обжигают, разделяют по размерам частиц, потом смешивают. Обжиг порошка способствует восстановлению оксидов, удалению углерода и других примесей, устранению наклепа, что улучшает его прессуемость. Обжиг проводят при температуре, равной 0,5…0,6 температуры плавления в защитной или восстановительной атмосфере.

Порошки с размером частиц 50 мкм и более разделяют по группам просеиванием на ситах, более мелкие – воздушной сепарацией.

В ряде случаев в порошковую массу вводят технологические наполнители: пластификаторы, улучшающие прессуемость и обрабатываемость (раствор каучука в бензине, парафине, воске), летучие вещества и др.

Подготовленные порошки смешивают в шаровых, вибрационных мельницах и другими способами.

Заготовки из металлических порошков формообразуют прессованием (холодное, горячее, гидростатическое), экструдированием, прокаткой.

Холодное прессование делится на одностороннее и двустороннее [6, рис.119].

В первом случае [6, рис.119, а] порошковая шихта 2 прессуется пуансоном 4 в пресс-форме 3 с поддоном 1. Объем порошка при этом резко уменьшается, увеличивается контакт между частицами, происходит их механическое сцепление. Прочность заготовки повышается, а пористость уменьшается. Таким способом получают заготовки простой формы и небольшой высоты, т.к. вследствие неравномерности распределения давления по высоте заготовки она имеет различную прочность, плотность и пористость по высоте.

Для формообразования заготовок сложной формы применяют двустороннее прессование с помощью двух подвижных пуансонов [6, рис.119, б] При такой схеме требуемое давление для получения равномерной плотности снижается на 30…40%.

Горячее прессование совмещает формование и спекание заготовок. Процесс осуществляется в графитовых пресс-формах с индукционным или электроконтактным нагревом. Благодаря высокой температуре давление можно существенно уменьшить. Горячее прессование отличается малой производительностью и большим расходом пресс-форм, поэтому используется, главным образом, при переработке жаропрочных материалов, твердых сплавов и тугоплавких металлов.

Гидростатическое прессование [6, рис.120] заключается в обжатии порошка, помещенного в эластичную (например, резиновую) оболочку с помощью жидкости под давлением до 2 ГПа.

Этим методом получают крупногабаритные заготовки типа труб, цилиндров.

Экструдирование – процесс формования заготовок путем выдавливания шихты из замкнутого объема (схема, аналогичная прямому прессованию металлов). Для этого исходный порошок замешивают с пластификатором до консистенции пластилина. Этим способом получают прутки, трубы и другие изделия.

Прокатка – один из наиболее производительных и перспективных способов переработки порошковых материалов. Осуществляется она путем обжатия порошковой шихты между валками [6, рис.122]. Этим способом получают пористые компактные ленты, полосы и листы толщиной 0,02…3 мм и шириной до 300 мм из железа, никеля, титана, нержавеющей стали и др. При этом процесс прокатки легко совмещается со спеканием и другими видами переработки. Для этого полученную заготовку пропускают через печь, а затем прокатывают с целью калибровки.

6.3.4 Спекание и окончательная обработка заготовок

Для повышения прочности сформованные из порошков заготовки подвергают спеканию.

Спекание производится в печах электросопротивления или индукционных в нейтральной или защитной среде при температуре 0,6…0,9 температуры плавления порошка. Процесс спекания длится 30…90 мин., при этом происходят восстановление поверхностных оксидов, диффузионные явления и образуются новые контактные поверхности.

Для повышения физико-механических свойств спеченных заготовок и повышения точности размеров их могут подвергать последующему калиброванию – повторному прессованию или экструдированию и спеканию, пропитке смазочными материалами, термической или химико-термической обработке. Спеченные материалы можно подвергать ковке, прокатке, штамповке при повышенных температурах, а также обработке резанием – точению, сверлению, фрезерованию.

Последнюю выполняют без использования смазочно-охлаждающей жидкости во избежание проникновения ее в поры и возникновения процесса внутренней коррозии металлов.

6.3.5 Технологические основы конструирования спеченных деталей

Сводятся к следующим требованиям:

1 Не допускать значительной разностенности во избежание коробления детали из-за усадки.

2 Избегать выступов, пазов и отверстий с перпендикулярным расположением к оси прессования.

3 Избегать острых углов в местах сопряжений, предусматривать радиусы закругления не менее 0,25 мм.

4 Наружные и внутренние резьбы получать обработкой резанием.

4 Толщину стенок детали задавать не менее 1 мм.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Конструкционная прочность и пути ее повышения ………………….

1.1 Общие положения...............................................................................

1.2 Конструкционная прочность материалов…………………………

1.2.1 Общие положения .…………………………………………….

1.2.2 Механические свойства и способы их определения ………...

1.2.2.1 Испытание на растяжение ………………………………

1.2.2.2 Испытание на твердость ………………………………..

1.2.2.3 Испытание на ударную вязкость………………………..

1.2.2.4 Испытание на трещиностойкость……………………….

1.2.2.5 Испытание на усталость…………………………………

1.3 Методы повышения конструкционной прочности ………………

1.4 Железоуглеродистые сплавы - основные конструкционные ……

материалы …………………………………………………………..

1.4.1 Общие положения …………………………………………...

1.4.2 Углеродистые стали ………………………………………….

1.4.3 Чугуны…………………………………………………………..

1.4.3.1 Общие сведения………………………………….………..

1.4.3.2 Серые чугуны……………………………………………..

1.4. 3.3 Высокопрочные чугуны…………………………………

1. 4. 3. 4 Ковкие чугуны …………………………………………

1. 4. 3. 5 Антифрикционные и легированные чугуны ………….

1. 4. 3. 6 Чугуны с вермикулярным графитом …………………

2 Термическая обработка ………………………………………………..

2.1 Общие положения термической обработки ………………………

2.2 Превращения при нагревании и охлаждении стали……………… аустенита

2.2.1 Образование аустенита при нагревании……………………

2.2.2 Превращения аустенита при охлаждении ………………….

2.2.2.1 Перлитное превращение ……………………………….

2.2.2.2 Мартенситное превращение …………………………...

2.2.2.3 Бейнитное превращение ………………………………..

2.2.3 Превращения мартенсита при нагревании …………………

2.3 Виды термической обработки …………………………………….

2.3.1 Отжиг ……………………………………………….…………

2.3.1.1 Отжиг I рода ……………………………………………..

2.3.1.2 Отжиг II рода ……………………………………….........

2.3.1.3 Нормализация …………………………………………….

2.3.2 Закалка ………………………………………………………..

2.3.2.1 Общие положения …………………………………....

2.3.2.2 Способы закалки……………………………………...

2.3.2.3 Обработка холодом ………………………………..…

2.3.3 Отпуск ………………………………………………………..

2.3.4 Дефекты термической обработки …………………………..

2.4 Поверхностное упрочнение ……………………………………….

2.4.1 Общие положения ……………………………………………

2.4.2 Поверхностная закалка ………………………………………

2.4.2.1 Закалка с индукционным нагревом ……………….

2.4.2.2 Закалка деталей с газопламенным нагревом ……..

2.4.2.3 Поверхностная закалка в электролитах …………...

2.4.2.4 Закалка с нагревом лазерным лучом ……………....

2.4.3 Химико-термическая обработка (ХТО) ……………………

2.4.3.1 Общие положения ………………………………….

2.4.3.2 Цементация стали …………………………………..

2.4.3.3 Азотирование стали ………………………………..

2.4.3.4 Цианирование стали ……………………………….

2.4.3.5 Диффузионная металлизация ……………………..

3 Легированные стали ……………………………………………………

3.1 Общие положения …………………………………………………

3.2 Конструкционные стали …………………………………………..

3.2.1 Низкоуглеродистые стали для цементации ………………..

3.2.2 Стали повышенной обрабатываемости ……………………..

3.2.3 Среднеуглеродистые стали для улучшения ………………..

3.2.4 Рессорно-пружинные стали …………………………………

3.2.5 Подшипниковые стали ………………………………………

3.2.6 Высокопрочные стали ……………………………………….

3.2.7 Износостойкие стали и сплавы ……………………………..

3.3 Инструментальные стали ………………………………………..

3.3.1 Общие положения ……………………………………………

3.3.2 Стали для режущего инструмента …………………………..

3.3.2.1 Углеродистые и легированные инструментальные стали …………………………………………………

3.3.2.2 Быстрорежущие стали ………………………………

3.3.3 Штамповые стали ……………………………………………

3.3.4 Стали для измерительных инструментов ………………….

3.3.5 Твердые сплавы ……………………………………………..

3.4 Специальные стали ……………………………………………….

3.4.1 Коррозионностойкие (нержавеющие) стали ……………….

3.4.2 Жаростойкие стали и сплавы …………………………….

3.4.3 Жаропрочные стали и сплавы …………………………….

3.4.4 Магнитные стали и сплавы ……………………………….

4 Цветные металлы и сплавы ………………………………………….

4.1 Алюминий и сплавы на его основе………………………………

4.1.1 Общая характеристика алюминия ………………………….

4.1.2 Алюминиевые сплавы ……………………………………….

4.1.2.1 Деформируемые алюминиевые сплавы …………..

4.1.2.2 Литейные алюминиевые сплавы ………………….

4.1.2.3 Гранулированные сплавы ………………………….

4.2 Магний и сплавы на его основе …………………………………….

4.2.1 Общая характеристика магния и его сплавов ………………

4.2.2 Деформируемые магниевые сплавы ………………………..

4.2.3 Литейные магниевые сплавы ……………………………….

4.3 Титан и сплавы на его основе ……………………………………..

4.3.1 Общая характеристика титана и его сплавов ………………

4.3.2 Промышленные титановые сплавы …………………………

4.4 Бериллий и сплавы на его основе …………………………………

4.4.1. Свойства бериллия …………………………………………..

4.4.2 Бериллиевые сплавы ………………………………………...

4.5 Медь и сплавы на ее основе ………………………………………

4.5.1 Общая характеристика меди и её сплавов ………………….

4.5.2 Латуни ………………………………………………………..

4.5.3 Бронзы ………………………………………………………...

4.5.3.1 Оловянные бронзы …………………………………

4.5.3.2 Алюминиевые бронзы ……………………………..

4.5.3.3 Кремнистые бронзы ……………………………….

4.5.3.4 Бериллиевые бронзы ……………………………….

5 Неметаллические конструкционные материалы …………………….

5.1 Пластические массы ………………………………………………

5.2 Стекло ………………………………………………………………

5.2.1 Строение и состав неорганических стекол ………..……….

5.2.2 Ситаллы ………..……………………………………………..

5.2.3 Органическое стекло ………..………………………………

5.3 Древесина ………………………………………………………….

1 КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ

И ПУТИ ЕЁ ПОВЫШЕНИЯ

1.1 Общие положения

Материаловедение как наука занимается изучением строения и свойств конструкционных материалов, их взаимосвязи и условий формирования в заданном направлении.

Конструкционными называются материалы, предназначенные для изготовления различных механизмов, конструкций и приборов, которые характеризуются большим разнообразием условий эксплуатации. Они работают при статических, циклических и ударных нагрузках, при низких и высоких температурах, в контакте с различными средами. Для обеспечения надлежащей работоспособности материал должен иметь высокую конструкционную прочность.

Конструкционной прочностью называется комплекс механических свойств, обеспечивающих надежную и длительную работу в условиях эксплуатации.

Механические свойства характеризуют способность материала оказывать сопротивление действию внешних сил. Под действием приложенных извне сил металл изменяет свою форму и размеры, то есть деформируется.

При малых степенях деформации действует известный закон Гука, в соответствии с которым относительная деформация пропорциональна напряжению, а коэффициентом пропорциональности есть модуль упругости.

Различают два вида модуля упругости: модуль нормальной упруго-сти (модуль Гука - Е) и модуль касательной упругости (модуль Юнга - G). В первом случае силы пытаются оторвать, а во втором сдвинуть атомы относительно один одного. Модуль Гука раза превышает по величине в 2,5 – 3 раза модуль Юнга. Значения модулей упругости являются константами материала. Они определяются силами межатомного взаимодействия и характеризуют жесткость материала, то есть его способность оказывать сопротивление упругому деформированию под действием внешних сил.

Модуль упругости структурно не чувствительная характеристика и термическая обработка или другие способы изменения структуры металла его практически не изменяют. Но при повышении температуры, когда межатомные расстояния увеличиваются, модуль упругости уменьшается.

В случае упругой деформации атомы смещаются из положений равновесия в кристаллической решетке и расстояния между ними изменяются. В результате этого изменения нарушается баланс сил притягивания и электростатического отталкивания и возникает равнодействующая сила, которая пытается возвратить атом в положение равновесия. Если не превышен предел упругости, то после снятия внешней нагрузки каждый атом возвращается в положение равновесия, упругие деформации исчезают, и структура металла не изменяется. Таким образом, упругость – это способность материалов полностью возобновлять свою форму и размеры после устранения причин, которые вызвали деформацию.

При увеличении нагрузки в случае превышения напряжений в ме-талле над пределом упругости закон Гука не выполняется, и деформация становится необратимой. Процесс, который вызывает остаточные изменения в металле, называется пластической деформацией.

Единственным видом нагрузки, которая способна вызвать остаточ-ное смещение атомов друг относительно друга без нарушения связи между ними, являются силы сдвига. Остаточная деформация может быть вызвана также растягивающими или сжимающими силами, но в них эффективной будет лишь та составляющая, которая отвечает силам сдвига и создает в кристалле касательные напряжения.

Пластическая деформация искажает кристаллическую решетку, увеличивает число дефектов (дислокаций и вакансий), вызывает появление внутренних напряжений, а при дальнейшем увеличении степени деформации создает определенную ориентацию зерен металла (текстуру). В результате пластической деформации происходит наклеп металла, то есть его упрочнение.

При комнатной температуре подвижность атомов не является достаточной для самопроизвольной перестройки структуры и возвращения металла в стабильное состояние, поэтому процессы рекристаллизации в пластично деформированном металле развиваются только при нагревании. При этом деформированная структура полностью восстанавливается, в результате чего прочность и твердость снижаются, а пластичность повышается. Температура рекристаллизации (Трекр.) зависит от температуры плавления (Тпл.) следующим образом (формула А. А. Бочвара):

Трекр.= 0,4 Тпл.

Температура рекристаллизации имеет важное практическое значе-ние. Чтобы возобновить структуру и свойства деформированного металла (например, в случае необходимости продолжить обработку давлением, прокатыванием, волочением и т. п.), его нагревают выше температуры рекристаллизации. Такую обработку называют рекристаллизационным отжигом.

Пластическая деформация выше температуры рекристаллизации в известной степени упрочняет металл, однако этот эффект устраняет последующая рекристаллизация. Обработку металла давлением выше температуры рекристаллизации, при которой отсутствует упрочнение, называют горячей обработкой давлением, а холодной – обработку давлением ниже температуры рекристаллизации.

Любой процесс деформации при увеличении напряжений завершается разрушением. На атомном уровне разрушение представляет собой разрыв межатомных связей с образованием новых поверхностей. Разрушение металла может быть хрупким или вязким в зависимости от того, каким образом происходит процесс зарождения и распространения трещин.

Разрушение путем сдвига под действием касательных напряжений называется вязким, а разрушение путем отрыва или откола под действием нормальных напряжений – хрупким. Вязкое и хрупкое разрушение отличаются между собой величиной работы разрушения, видом поверхности излома, а также скоростью распространения трещины.

Для распространения имеющейся в твердом теле трещины необхо-димо, чтобы величина высвобождающейся энергии, накопленной в упругодеформированном теле, превышала затраты энергии для образования новых поверхностей в процессе увеличения длины трещины.

Хрупкое разрушение происходит за счет высвобождения накопленной в системе упругой энергии и для распространения трещины не нужно подводить извне энергию. Затраты энергии на образование новых поверхностей в результате раскрытия трещины меньше, чем накопленная упругая энергия, которая высвобождается при этом. Рост трещины при хрупком разрушении происходит после увеличения её длины выше некоторого критического значения, а вершина трещины имеет остроту, которая по радиусу возле вершины соразмерна с атомными размерами. Критический размер трещины характеризуется такой концентрацией напряжений в её вершине, которая является достаточной для разрыва межатомных связей. При до-стижении трещиной критической длины её последующее распространение происходит лавинообразно, без заметной пластической деформации в вершине трещины и без подвода энергии извне. Скорость распространения хрупкой трещины в сталях достигает 2500 м/сек.

При вязком разрушении становится необходимым подвод энергии извне. Эта энергия расходуется на пластическую деформацию металла впереди растущей трещины, а также на преодоление возникающего при этом упрочнения металла. При этом работа, которая тратится на пластическую деформацию, значительно превышает работу разрушения. Вязкое разрушение характеризуется малой скоростью распространения трещины. Пластичные материалы разрушаются со значительными остаточными деформациями, а хрупкие – без заметных остаточных деформаций (без образования шейки).

В зависимости от температуры железо и еще некоторые металлы с ОЦК и ГПУ решетками могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Снижение температуры обуславливает переход от вязкого разрушения к хрупкому, и это явление получило название хладноломкости.

1.2 Конструкционная прочность материалов

1.2.1 Общие положения

Конструкционная прочность является комплексной характеристикой, включающей сочетание критериев прочности, жесткости, надежности и долговечности.

Критерии прочности материала выбирают в зависимости от условий его работы. При статических нагрузках критериями прочности являются временное сопротивление и предел текучести, характеризующие сопротивление пластической деформации. Поскольку для большинства деталей в процессе эксплуатации пластическая деформация недопустима, то в качестве расчетной характеристики их несущей способности используют предел текучести. Если же в процессе эксплуатации деталь испытывает длительные циклические нагрузки, то в качестве критерия их прочности используют предел выносливости.

По значениям выбранных критериев прочности рассчитывают допустимые рабочие напряжения. Чем больше прочность материала, тем выше допустимые рабочие напряжения и меньше размеры и масса детали. Однако повышение уровня прочности материала и, как следствие, рабочих напряжений сопровождается увеличением упругих деформаций, для ограничения которых материал должен обладать высоким модулем упругости (или сдвига), являющимся критерием его жесткости. Именно критерии жесткости, а не прочности определяют размеры деталей, от которых требуется сохранение точных размеров и формы.

Надежность – свойство материала противостоять разрушению. Для предупреждения хрупкого разрушения конструкционные материалы должны обладать достаточной пластичностью и ударной вязкостью.

Для оценки надежности материала используют также температур-ный порог хладноломкости (t50,оС), который характеризует влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Чем ниже температура перехода в хрупкое состояние по отношению к температуре эксплуатации, тем больше температурный запас сохранения вязкости и меньшая вероятность хрупкого разрушения материала.

Надежность материала в условиях эксплуатации определяет также трещиностойкость, характеризующая его способность тормозить развитие образовавшейся трещины.

Долговечность – способность материала обеспечивать работоспо-собность детали в течение заданного времени, оказывая сопротивление развитию постепенного разрушения, обусловленного процессами усталости, изнашивания, ползучести, коррозии, радиационного разбухания и др.

В большинстве случаев долговечность определяется сопротивлением материала усталостным разрушениям (циклическая долговечность) или изнашиванию (износостойкость).

Долговечность деталей, работающих при высоких температурах, определяется скоростью ползучести, ограничение которой достигается применением жаропрочных материалов.

Долговечность деталей, работающих в атмосфере сухих газов или жидких электролитов, зависит от сопротивления материала газовой или электрохимической коррозии. Работоспособность в этих условиях эксплуатации сохраняют жаростойкие и коррозионно-стойкие материалы.

Выбор материалов для конкретных условий эксплуатации машин и механизмов является одной из основных задач инженерной практики. Следствием неправильного выбора материалов является низкая эксплуатационная стойкость деталей, машин и оборудования. Поэтому при выборе материалов должно быть проведено определение комплекса необходимых свойств, которые обеспечивают высокую конструкционную прочность в заданных условиях эксплуатации.

Основой выбора материалов для создания надежной и работоспо-собной техники являются их механические свойства, которые определяются при проведении соответствующих испытаний.

1.2.2 Механические свойства и способы их

определения

Методы определения механических свойств металлов разделяют на:

- статические, когда нагрузка растет медленно и плавно (испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, твердость);

- динамические, когда нагрузка растет с большой скоростью (испытания на ударный изгиб);

- циклические, когда нагрузка многократно изменяется по величине и направлению (испытания на усталость).

1.2.2.1 Испытание на растяжение

При испытании на растяжение определяют предел прочности (sв), предел текучести (sт), относительное удлинение (δ) и относительное сужение (y). Испытания проводят на разрывных машинах c использованием стандартных образцов с площадью поперечного сечения Fo и рабочей (расчетной) длиной lo. В результате проведения испытаний получают диаграмму растяжения (рис. 1). На оси абсцисс указывается значение деформации, на оси ординат – значение нагрузки, которая прилагается к образцу.

Предел прочности (sв) – это максимальная нагрузка, которую вы-держивает материал без разрушения, отнесенная к начальной площади поперечного сечения образца (Pmax/F0).

Рисунок 1 – Диаграмма растяжения

Необходимо отметить, что при растяжении образец удлиняется, а его поперечное сечение непрерывно уменьшается. Истинное напряжение определяется делением действующей в определенный момент нагрузки на площадь, которую образец имеет в этот момент. Истинные напряжения в повседневной практике не определяют, а пользуются условными напряжениями, считая, что поперечное сечение Fо образца остается неизменным.

Предел текучести (sт) – это нагрузка, при которой происходит пластическая деформация, отнесенная к начальной площади поперечного сечения образца (Рт / F0). Однако при испытаниях на растяжение у большинства сплавов площадки текучести на диаграммах нет. Поэтому определяется условный предел текучести (s0,2) - напряжение, которому соответствует пластическая деформация 0,2%. Выбранное значение 0,2% достаточно точно характеризует переход от упругих деформаций к пластическим.

К характеристикам материала относят также предел упругости (sпр), под которым подразумевают напряжение, при котором пластическая деформация достигает заданного значения. Обычно используют значения остаточной деформации 0,005; 0,02; 0,05%. Таким образом, s0,05 = Рпр / F0 (Рпр – нагрузка, при которой остаточное удлинение составляет 0,05%).

Предел пропорциональности sпц = Рпц / F0 (Рпц – максимальная нагрузка, при действии которой еще выполняется закон Гука).

Пластичность характеризуется относительным удлинением (d) и относительным сужением (y ):

d = [(lk - lo)/lo]∙100% y = [ (Fo – Fk)/Fo]∙100%,

где lk - конечная длина образца; lo и F0 - начальные длина и площадь поперечного сечения образца; Fk - площадь поперечного сечения в месте разрыва.

Для малопластичных материалов испытания на растяжение вызывают затруднения, поскольку незначительные перекосы при установке образца вносят существенную погрешность в определение разрушающей нагрузки. Такие материалы, как правило, подвергают испытанию на изгиб.