Предел текучести

/8646/conversions/c4f9a79a0219102f1286edef0e3388e8-big.jpg

В самом простом понимании, предел текучести – это точка невозврата, после которой материал перестает быть упругим и начинает развиваться пластическая деформация.

Информация о пределе текучести материала критически важна для проектирования, поскольку позволяет рассчитать нагрузку, при которой начнется разрушение необратимые изменения в материале. Это знание помогает предотвратить поломки деталей, узлов и крушение конструкций в процессе эксплуатации.

Для более грамотного разделения терминов есть понятия «физического предела текучести», «верхнего предела текучести» и «нижнего предела текучести». Наглядно это можно понять по графику:

Физический предел текучести (σ) – напряжение, при котором наблюдается увеличение деформации без монотонного увеличения растягивающего или сжимающего усилия.

Верхний физический предел текучести (σвт) – максимальное напряжение перед первым уменьшением растягивающего или сжимающего усилия.

Нижний физический предел текучести (σнт)– наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без монотонного увеличения растягивающего или сжимающего усилия, исключая начальные переходные эффекты.

/8645/conversions/fd0aa37c5aac070aab6917881dc11004-big.jpg

При определении нижнего предела нижнего предела текучести первый спад усилия не учитывается, если после него имеется хотя бы еще один спад.

Единицы измерения предела текучести

Единицей измерения является напряжение [Н/мм ] = [МПа] – отношение осевого усилия к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца.
Допускается результат измерения напряжения выражать в единицах [кгс/мм2]

/8644/conversions/53b169d6eb66b3748fae7276eb79ffb1-big.jpg

Как измерить предел текучести

Для расчета этих величин используют универсальные испытательные машины с установленным программным обеспечением. Испытательные машины должны соответствовать требованиям ГОСТ 28840, и иметь относительную погрешность измерения усилия не более 1%.

Примерами таких машин могут быть машины марки ЭВОТЕХ.

Сравнение предела текучести различных материалов

Какие же значения можно считать нормой? Для этого достаточно посмотреть несколько примеров, которые представлены в таблице.

Материал	Предел текучести (МПа)
Низкоуглеродистая сталь (Ст3)	200–300
Высокопрочная сталь (30ХГСА)	800–1000
Алюминий (чистый)	20–50
Титан (чистый)	250–400
Титановый сплав (ВТ20)	800–1000
Медь	30–60
Стеклопластик	100–500
Углепластик	500–1000
Полиамид	40–80

Значения предела текучести будут зависеть от огромного количества факторов: процентного содержания различных элементов, температуры испытуемого образца, термической обработки.

Шпаргалка

Основные нормативные документы для машин и металлов:
• ГОСТ 28840-90 Машины для испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб
• ГОСТ 25.503-97 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие
• ГОСТ 1497-2023 Металлы. Методы испытаний на растяжение
• ГОСТ 9651-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах
• ГОСТ 11150-84. Металлы. Методы испытания на растяжение при пониженных температурах

При выборе метода испытания нужно учитывать:
•  Тип материала (металл/полимер).
•  Условия эксплуатации (температура, влажность).
•  Форму образца (стержень, пластина).

Следующее определение