Granica plastyczności Re i granica wydłużenia Rp 0,2
Granica plastyczności Re (po angielsku yield strength) jest parametrem materiałowym i wyznaczana jest za pomocą prób rozciągania (np. serii norm ISO 6892 (dla materiałów metalicznych) lub serii norm ISO 527 (dla tworzyw sztucznych i kompozytów)). Granica plastyczności Re opisuje naprężenie podczas próby rozciągania, do którego materiał może zostać odkształcony elastycznie. Granicę plastyczności podaje się w MPa (megapaskalach) lub N/mm².
Co to jest granica plastyczności? Górna granica plastyczności Dolna granica plastyczności Minimalna granica plastyczności Granica wydłużenia Maszyny wytrzymałościowe Próba rozciągania Wytrzymałość na rozciąganie
Co opisuje granica plastyczności?
Często można określić górną granicę plastyczności ReH i dolną granicę plastyczności ReL .
Górna granica plastyczności odnosi się do naprężenia, do którego nie następuje trwałe odkształcenie plastyczne materiału poddawanego naprężeniu rozciągającemu. Chociaż materiał odkształca się, po zwolnieniu naprężenia rozciągającego powraca do swojego pierwotnego kształtu. Po przekroczeniu górnej granicy plastyczności rozpoczyna się plastyczna, czyli trwała zmiana kształtu; w próbie rozciągania próbka ulega nieodwracalnemu wydłużeniu.
Z granicy plastyczności Re i Wytrzymałości na rozciąganie Rm można obliczyć stosunek granicy plastyczności:
Re / Rm
Stosunek granicy plastyczności jest miarą dla wzmocnienia (strain hardening) aż do wytrzymałości na rozciąganie. Współczynnik granicy plastyczności wskazuje, jaka swoboda naprężenia jest dostępna dla konstrukcji, zanim materiał zacznie znacząco ulegać uszkodzeniom.
Granica plastyczności materiałów często nie jest wyraźna i dlatego nie można jej jednoznacznie określić w próbach rozciągania. W takich przypadkach określa się następnie tak zwane równoważne granice plastyczności lub granice wydłużenia . Z reguły granicę wydłużenia wyznacza się przy wydłużeniu plastycznym wynoszącym 0,2%, stąd oznaczenie parametru jako Rp 0,2.
Górna granica plastyczności ReH
Jako górną granicę plastyczności ReH określa się największe naprężenie przed jego wyraźnym pierwszym spadkiem . Od tego momentu materiał ulega odkształceniu plastycznemu. Jeśli granica plastyczności jest bardzo wyraźna, materiał zaczyna płynąć, przy czym naprężenie nieznacznie maleje, ale wydłużenie nadal rośnie. Najniższe naprężenie rozciągające podczas płynięcia odpowiada dolnej granicy plastyczności ReL. Efekt ten występuje tylko w przypadku stali niestopowych lub niskostopowych.
Górna granica plastyczności to najwyższe naprężenie rozciągające przed uplastycznieniem i jest zdefiniowana w normie ISO 6892-1 dotyczącej rozciągania metalu w następujący sposób: Po osiągnięciu maksymalnego naprężenia musi nastąpić spadek naprężenia o co najmniej 0,5%, a następnie płynięcie o co najmniej 0,05%, tak aby naprężenie rozciągające nie przekroczyło ponownie górnej granicy plastyczności.
Dolna granica plastyczności ReL
Dolna granica plastyczności ReL to najmniejsze naprężenie w obszarze płynięcia materiału po górnej granicy plastyczności ReH, przy czym nie należy uwzględniać zjawisk przejściowych (np. na skutek zmiany siły).
W przypadku, gdy nie zostanie wykryta żadna górna granica plastyczności (spadek siły jest mniejszy niż 0,5%) lub płynięcie występuje przy w przybliżeniu stałej sile w większym zakresie, tę wartość naprężenia określa się ogólnie jako granicę plastyczności Re .
Co to jest minimalna granica plastyczności?
Minimalna granica plastyczności to z jednej strony wartość minimalnej granicy plastyczności, która jest osiągnięta lub przekroczona w sposób stabilny dla określonego materiału przy odpowiedniej obróbce cieplnej, a z drugiej strony maksymalna wartość naprężenia rozciągającego, która musi być stosowana jako podstawa do projektowania komponentów i konstrukcji strukturalnych, tak, aby można było bezpiecznie uniknąć trwałych odkształceń.
Dla dostawcy materiału minimalna granica plastyczności staje się wartością minimalną, którą należy osiągnąć, a dla użytkownika materiału wartością maksymalną, której nie można przekroczyć podczas projektowania.
Co oznacza granica plastyczności dla stali?
Granica plastyczności oznacza koniec zachowania sprężystego materiału i początek zachowania plastycznego. Oznacza to, że po przekroczeniu granicy plastyczności materiał ulega nieodwracalnemu odkształceniu, czyli trwale plastycznemu.
Z reguły komponenty i konstrukcje nie mogą być bezpiecznie użytkowane, jeśli granica plastyczności zostanie przekroczona choćby lokalnie lub częściowo.
Granice wydłużenia
Granica wydłużenia jest tak zwaną równoważną granicą plastyczności. Stosowane są głównie do materiałów, które nie mają wyraźnej granicy plastyczności . Ze względu na ciągłe przejście pomiędzy obszarami elastycznymi i plastycznymi materiału, nie można jednoznacznie zmierzyć granicy plastyczności. Często stosuje się granicę wydłużenia wynoszącą 0,2%.
Co to jest granica wydłużenia Rp0,2?
Granica wydłużenia Rp0,2 to naprężenie rozciągające w próbie jednoosiowego rozciągania, przy którym wydłużenie ekstensometru plastycznego odpowiada procentowi 0,2% długości pomiarowej ekstensometru. Próbkę zatem rozciągnięto – w oparciu o długość początkową – o 0,2% w zakresie plastyczności.
Materiały walcowane na zimno lub formowane na zimno nie mają wyraźnej granicy plastyczności. Dla tych materiałów zwykle określa się i podaje granicę wydłużenia na poziomie 0,2% (Rp0,2). Tę granicę wydłużenia 0,2% można zawsze wyraźnie określić na podstawie wykresu naprężenie-wydłużenie (co nie zawsze ma miejsce w przypadku górnej granicy plastyczności).
