Растяжение

Что такое Испытание на растяжение?

Испытание на растяжение — это основное механическое испытание, при котором образец растягивают в одноосном направлении с контролируемой скоростью, одновременно измеряя его зависимость от силы удлинения. По полученной кривой рассчитывают предел текучести, предел прочности, модуль упругости и удлинение при разрыве.

Испытание на растяжение: цель

Цель состоит в том, чтобы численно определить прочность материала и способность к деформации под нагрузкой, обеспечивая исходные данные для приемки материала, проверки процесса и расчетов проектирования.

К каким изделиям применяется Испытание на растяжение?

Металлические полуфабрикаты, такие как лист, профиль, пруток и труба.
Сварные соединения
Пластиковые и композитные образцы
Проволока и веревка
Клеи и крепежи

В каких отраслях применяется Испытание на растяжение?

МеталлСтальМашиныПромышленное оборудованиеПластмассы

Стандарты, связанные с Испытание на растяжение

ISO 6892-1
ISO 527-1
ISO 527-2
АСТМ Е8
АСТМ Д638

Испытание на растяжение: условия

Тестовая скорость: Скорость деформации или напряжения контролируется в соответствии со стандартом; методы A/B определены в ISO 6892-1.
Среда: Комнатная температура (23 °C ± 5 °C) или высокая/низкая температура в соответствии со спецификацией.
Длина датчика: Пропорциональная или непропорциональная расчетная длина в зависимости от геометрии образца.
Пластмассы: Кондиционирование при 23 °C/относительной влажности 50 % по ISO 527.

Оборудование для Испытание на растяжение

Универсальная машина для испытаний на растяжение-сжатие
Датчик силы (калиброванный тензодатчик)
Экстензометр или видеоэкстензометр
Захваты и приспособления для крепления образцов
Температурная камера, при необходимости

Требования к образцам для Испытание на растяжение

Для металла - образец круглого или прямоугольного сечения, соответствующий стандарту.
Для пластика: тяговый стержень ISO 527-2 типа 1A/1B.
Обычно не менее трех образцов в наборе.
Поверхность образца не должна иметь зазубрин и механических повреждений.

Испытание на растяжение: продолжительность

Тестирование одного образца обычно занимает несколько минут. Вместе с подготовкой образцов, их кондиционированием и отчетностью типичное время изготовления набора составляет от половины до одного рабочего дня.

Испытание на растяжение: порядок проведения

1Образцы готовятся в соответствии с геометрией, определенной в стандарте, и их размеры фиксируются.
2При необходимости образцы кондиционируют при определенной температуре и влажности.
3Образец монтируют в захватах в осевом направлении и устанавливают экстензометр.
4Натяжение прикладывается с определенной скоростью; сила и удлинение регистрируются непрерывно.
5Нагрузка продолжает разрушаться; фиксируются место и тип перелома.
6Рассчитываются значения предела текучести, прочности на разрыв и удлинения.

Испытание на растяжение: критерии приёмки

Критерий приемки указан в стандарте на материал или продукцию; его обычно определяют как минимальный предел текучести, минимальный предел прочности и минимальное удлинение при разрыве. Критерий находится в спецификации, а не в самом тесте.

Оценка результатов

Результаты оцениваются для каждого образца и как установленное среднее значение. Образцы, трещины которых выходят за пределы расчетной длины или внутри захватов, могут считаться недействительными, и в этом случае испытание повторяют.

Испытание на растяжение: протокол

Применяемый стандарт и редакция
Геометрия и размеры образца
Скорость испытания и условия окружающей среды
Значения предела текучести, прочности на разрыв и удлинения
Кривая сила-удлинение и тип перелома

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Стандарты материалов
Квалификационные требования к сварочным процедурам

Mekanik Testler — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Испытание на растяжение; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Механические испытания измеряют поведение материала или детали под нагрузкой. Семейство охватывает статическое нагружение (растяжение, сжатие, изгиб), зависящее от времени поведение (усталость, ползучесть), а также твёрдость и износ вплоть до трещиностойкости.

Общая черта этих испытаний в том, что результат сообщается как СВОЙСТВО МАТЕРИАЛА. Предел текучести или твёрдость — не решение о соответствии; это числовые данные, с которыми будут сравниваться конструкция и стандарт продукта. Поэтому протоколы механических испытаний обычно служат исходными данными для инженерного решения, а не для утверждения продукта — выбор материала, коэффициент запаса, прогноз срока службы.

Различие между статическим и динамическим поведением — ключ к пониманию этой области. Деталь может казаться совершенно ненапряжённой под статической нагрузкой, но сломаться при повторной нагрузке; усталостное разрушение происходит при напряжениях значительно ниже предела текучести и не даёт предупреждения. Для вращающихся, вибрирующих или циклически нагружаемых деталей испытание на растяжение само по себе поэтому не является достаточным доказательством.

Условия испытания определяют результат, и это критично для читаемости отчёта: геометрия образца, скорость нагружения, температура, кондиционирование и схема захвата. Один и тот же материал даёт разные значения при разных условиях. В пластиках эффект скорости очень выражен, в металлах — эффект температуры; в композитах ориентация образца полностью меняет результат.

Твёрдость — наиболее неправильно используемое измерение в этой области. Поскольку она быстрая, почти неразрушающая и недорогая, её часто используют вместо прочности. Таблицы пересчёта твёрдости в прочность существуют, но они ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫ и зависят от группы материала; использовать их как единственное доказательство при приёмке материала неправильно.

Область механики разрушения требует особой компетенции. Измерения трещиностойкости и скорости роста усталостной трещины позволяют рассчитать, как долго продержится растрескавшаяся конструкция; они являются основой проектирования, допускающего повреждения, в таких областях, как оборудование под давлением, авиационные конструкции и трубопроводы.

Группы методов в этой области

Статические испытания
Растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и кручение. Получают предел текучести и прочность на растяжение, удлинение и модуль упругости.
Испытания на удар
Ударная вязкость по Шарпи и Изоду с надрезом; вязко-хрупкий переход материала определяется в зависимости от температуры.
Твердость
Бринелль, Виккерс, Роквелл, Шор и микротвёрдость. Ценно для глубины поверхностной обработки и локальных различий прочности.
Усталость
Осевая усталость с контролем силы и деформации, усталость при изгибе; кривые Вёлера (S-N) и предел выносливости.
Ползучесть и релаксация напряжений
Поведение под долговременной нагрузкой при высокой температуре; определяющий фактор для материалов котлов, турбин и оборудования под давлением.
Механика разрушения
Трещиностойкость в условиях плоской деформации, J-интеграл, CTOD и скорость роста усталостной трещины.
Износ и трение
Истирание по Табору и на вращающемся барабане, измерения коэффициента трения.

Часто путаемое в этой области

Расчёт прочности по твёрдости приблизителен; его нельзя использовать как единственное доказательство при приёмке материала.
Достаточная статическая прочность не подтверждает усталостную прочность; циклически нагружаемая деталь требует отдельного испытания.
Если скорость и температура испытания не указаны, результат нельзя сравнивать — особенно для полимеров и композитов.
Испытательный образец и реальная деталь могут давать разные значения; ориентация при формовании, линии спая и различия в обработке поверхности — всё это влияет на результат.
Значение прочности, указанное для композита без указания ориентации образца, не имеет смысла.
Аналоги ASTM и ISO измеряют одну и ту же величину, но используют разную геометрию образцов; результаты не считаются напрямую эквивалентными.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Верификация конструкции и выбор материала
Входной контроль материалов и одобрение поставщика
Выполнение механических требований стандарта на продукцию
Анализ отказов, прогнозирование срока службы и расчёт живучести при повреждении
Проверка процессов термической и поверхностной обработки

Связанные тесты

Испытание на растяжение: частые вопросы

Проводятся ли испытания металла и пластика на растяжение по одному и тому же стандарту?

№ ISO 6892-1 или ASTM E8 применяется для металлов, а ISO 527 или ASTM D638 для пластмасс. Геометрия образцов, скорость испытания и условия кондиционирования различаются.

Сколько образцов необходимо?

Обычно требуется не менее трех образцов в наборе. Точное количество зависит от применяемого стандарта и метода статистической оценки, указанного в вашей спецификации.