Механические свойства выявляются
при воздействии на металл растягивающих, изгибающих или других
сил. Механические свойства металлов характеризуются: 1)
пределом прочности в кг/мм2; 2) относительным удлинением
в %; 3) ударной вязкостью в кгм/см2; 4) твердостью; 5) углом
загиба. Перечисленные основные свойства металлов определяются
следующими испытаниями: 1) на растяжение; 2) на загиб;
3) на твердость; 4) на удар. Все эти испытания производятся
на образцах металла при помощи специальных машин.
Испытание на растяжение. Испытанием на растяжение определиют предел прочности и относительное удлинение металла. Пределом
прочности называется усилие, которое надо приложить на 1 единицу
площади поперечного сечения образца металла, чтобы
разорвать его.
Фиг.
11. Образцы для механических испытаний: а — цилиндрический
образец для испытания на растяжение; б — тот же образец после
растяжения; в — плоский образец для испытания сварного соединения
на растяжение; Z — образец для испытания на загиб; д— тот
же образец после изгиба; е — образец для испытания
Для испытания на растяжение изготовляют образцы, форма и размеры
которых установлены ГОСТ 1497-42. На фиг. 11, а представлены
размеры и форма цилиндрических образцов для испытания на растяжение
на специальных разрывных машинах Головки образца закрепляют
в захваты машины, после чего дают нагрузку, растягивающую
образец до разрушения (фиг. 11, б). Бел и величину разрушающего
усилия Р, выраженного в килограммах, разделить на число квадратных
миллиметров поперечного сечения образца Fo, то получим величину
предела прочности в килограммах на квадратный миллиметр (предел
прочности обозначается Q):

Для испытания листового металла изготовляют плоские образцы.
На фиг. 11, в показаны размеры и форма плоских образцов для
испытания сварных соединений. Малоуглеродистые стали имеют
предел прочности около 40 кг/мм2; стали повышенной прочности
и специальные — 150 кг/мм2. Для вычисления относительного
удлинения, обозначаемого Ь, определяют сначала абсолютное
удлинение образца А/. Для этого разорванные части образца
плотно прикладывают друг к другу и замеряют расстояние между
метками границ расчетной длины (получают размер /). Затем
из полученной длины вычитают первоначальную расчетную длину
образца /о, остаток делят на первоначальную расчетную длину
и умножают на 100:
Относительное удлинение металла есть выраженное в процентах
отношение остающегося после разрыва увеличения длины образца
к его первоначальной длине.
Относительное удлинение малоуглеродистой стали примерно равно
20%. Относительное удлинение характеризует пластичность металла,
оно снижается с повышением предела прочности.
Испытание на твердость. В нашей промышленности для определения
твердости металла чаще всего применяется прибор Бринеля или
Роквелла. Твердость по Бринелю определяют следующим образом.
Твердый стальной шарик диаметром 10,5 или 2,5 мм вдавливается
под прессом в испытуемый металл. Затем при помощи бинокулярной
трубки измеряют диаметр отпечатка, который получился под шариком
на испытуемом металле. По диаметру отпечатка и по соответствующей
таблице определяют твердость по Бринелю.
Твердость некоторых сталей в единицах по Бринелю:
| Малоуглеродистая сталь...... |
НВ 120—130 |
| Сталь повышенной прочности .... |
НВ 200—300 |
| Твердые закаленные стали..... |
НВ 500—600 |
С увеличением твердости пластичность металла снижается.
Испытание на удар. Этим испытанием определяют способность
металла противостоять ударным нагрузкам. Испытанием на удар
определяют ударную вязкость металла.
Ударная вязкость металла условно представляет собой работу,
затраченную на разрушение и отнесенную к единице площади надрезанного
сечения и выраженную в кгм/см2.
Ударная вязкость определяется путем испытания образцов на
специальных маятниковых копрах. Для испытания применяются
специальные квадратные образцы с надрезом (фиг. 11,е). Чем
меньше ударная вязкость, тем более хрупок и тем менее надежен
в работе такой металл. Чем выше ударная вязкость, тем металл
лучше. Хорошая малоуглеродистая сталь имеет ударную вязкость,
равную 10—15 кгм/см2.
Во многих случаях для проверки пластичности металлов или
сварных соединений применяют технологические испытания образцов,
к которым относятся испытания на угол загиба, на сплющивание,
продавливание и др.