Прочность при растяжении Rm
Прочность при растяжении Rm (также 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.
Расчет Различные материалы Различные упрочнения Дополнительные характеристики Примеры Испытательные машины Испытание на растяжение Предел текучести
Как рассчитывается прочность 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)).
Прочность при растяжении 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 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).
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 |
Часто задаваемые вопросы о прочности при растяжении
Прочность при растяжении обозначает максимальное напряжение растяжения, которое может выдерживать материал до наступления длительной деформации или разрушения. Таким образом, прочность при растяжении представляет собой важную характеристику для оценки прочностных свойств материала. Чем выше прочность материала при растяжении, тем более он устойчив к воздействию растягивающих усилий.
Прочность при растяжении измеряется, как правило в мегапаскалях (МПа) или ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм²). Оно указывает, сколько усилия на единицу площади необходимо, чтобы деформировать или разрушить материал.
Прочность при растяжении 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.