Испытание на пластичность:определение, цель и практическое применение

Пластичность – это способность материала подвергаться значительной пластической деформации перед разрушением при воздействии растягивающего напряжения. Инженеры используют стандартизированные тесты для количественной оценки этой характеристики. В этих испытаниях к образцу прикладывается постепенно увеличивающаяся растягивающая сила, пока он не сломается или не достигнет определенной точки разрушения.

Эти знания необходимы в таких областях, как проектирование, производство и строительство, где реакция материала на стресс может иметь тяжелые последствия. Точное испытание на пластичность может быть частью исследований и разработок, служить индикатором обеспечения качества или сообщать вам, подходит ли материал для использования в конкретном применении. В этой статье будет дано определение испытания на пластичность и обсуждены его цели, приложения и процедуры.

Что такое испытание на пластичность?

Испытание на пластичность — это метод механической оценки, используемый для количественной оценки того, насколько материал может пластически (и постоянно) деформироваться под действием растягивающего напряжения перед разрушением. Он устанавливает максимальную величину деформации, которую материал может выдержать, прежде чем растрескается или сломается. Это испытание имеет важное значение для определения долговечности, эффективности и пригодности материалов для применения в условиях, вызывающих стресс.

Испытание на пластичность имеет долгую историю, уходящую корнями в древние времена, когда мастера по металлу открыли свойства ковких и пластичных металлов, таких как золото, серебро и медь. Со временем, по мере совершенствования металлургии, были разработаны новые методы использования пластичности металла. От этого свойства зависят долговечные методы, такие как ковка металла молотком или протягивание проволоки через матрицу.

Кейт Миллис, американский инженер-металлург, сыграл ключевую роль в разработке ковкого чугуна в 1940-х годах. Во время Второй мировой войны ему было поручено найти альтернативные способы упрочнения железа для использования в производстве оружия. Миллис и его команда обнаружили, что добавление магния в расплавленное железо приводит к образованию графита в виде сфероидальных конкреций, что значительно улучшает пластичность и ударную вязкость. Это открытие произвело революцию в черной металлургии и впоследствии привело к широкому использованию ковкого чугуна.

Как проходят испытания на пластичность?

Испытание на пластичность обычно проводится с использованием машины для испытания на растяжение, которая прикладывает возрастающую растягивающую нагрузку к образцу материала до тех пор, пока он не подвергнется пластической деформации или разрушению. Образцы для испытаний часто представляют собой стандартизированные цилиндрические или плоские образцы, которые зажимаются с обоих концов в машине для испытаний на растяжение. Нагрузка прикладывается до тех пор, пока образец не сломается или не достигнет заданного предела удлинения или деформации, в зависимости от критериев испытания. Остаточная деформация, часто выражаемая в процентах от исходной расчетной длины, определяет пластичность материала и обычно выражается как процентное удлинение.