Предел текучести

Если охарактеризовать понятие предела текучести кратко, то в сопротивлении материалов пределом текучести называют напряжение, при котором начинает развиваться пластическая деформация. Предел текучести относится к характеристикам прочности.

Согласно [1], текучесть - это макропластическая деформация с весьма малым упрочнением dτ/dγ.

Физический предел текучести - это механическая характеристика материалов: напряжение, отвечающее нижнему положению площадки текучести в диаграмме растяжения для материалов, имеющих эту площадку (рисунок), σ_Т=P_Т/F₀. Здесь P_Т - это нагрузка предела текучести, а F₀ - это первоначальная площадь поперечного сечения образца.

Предел текучести устанавливает границу между упругой и упруго-пластической зонами деформирования. Даже небольшое увеличение напряжения (нагрузки) выше предела текучести вызывает значительные деформации. [2]

Условный предел текучести

Условный предел текучести (он же технический предел текучести). Для материалов, не имеющих на диаграмме площадки текучести, принимают условный предел текучести - напряжение, при котором остаточная деформация образца достигает определённого значения, установленного техническими условиями (большего, чем это установлено для предела упругости). [2] Под условным пределом текучести обычно подразумевают такое напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2%. Таким образом обычно условный предел текучести при растяжении обозначается σ_0,2.

Выделяют также условный предел текучести при изгибе и условный предел текучести при кручении.

Предел текучести металла

Характеристика, данная выше, справедлива в первую очередь для предела текучести металла. Предел текучести металла измеряется в кг/мм² или Н/м². На значение предела текучести металла влияют самые разные факторов, например: толщина образца, режим термообработки, наличие тех или иных примесей и легирующих элементов, микроструктура, тип и дефекты кристаллической решётки и др. Предел текучести металлов сильно меняется с изменением температуры.

Предел текучести стали

Предел текучести сталей в ГОСТах указывается с пометкой "не менее", единица измерения МПа. Приведём в качестве примера регламентируемые значения предела текучести σ_Т некоторых распространённых сталей.

Для сортового проката базового исполнения (ГОСТ 1050-88, сталь конструкционная углеродистая качественная) диаметром или толщиной до 80 мм справедливы следующие значения предела текучести сталей:

• Предел текучести стали 20 (Ст20, 20) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 245 Н/мм² или 25 кгс/мм².
• Предел текучести стали 30 (Ст30, 30) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 295 Н/мм² или 30 кгс/мм².
• Предел текучести стали 45 (Ст45, 45) при T=20°С, прокат, после нормализации - не менее 355 Н/мм² или 36 кгс/мм².

Для этих же сталей, изготавливаемых по согласованию потребителя с изготовителем, ГОСТ 1050-88 предусматривает иные характеристики. В частности, нормированный предел текучести сталей, определяемый на образцах, вырезанных из термически обработанных стальных заготовок указанного в заказе размера, будет иметь следующие значения:

• Предел текучести стали 30 (Ст30, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм - не менее 400 Н/мм² или 41 кгс/мм²; прокат размером от 16 до 40 мм - не менее 355 Н/мм² или 36 кгс/мм²; прокат размером от 40 до 100 мм - не менее295 Н/мм² или 30 кгс/мм².
• Предел текучести стали 45 (Ст45, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм - не менее 490 Н/мм² или 50 кгс/мм²; прокат размером от 16 до 40 мм - не менее 430 Н/мм² или 44 кгс/мм²; прокат размером от 40 до 100 мм - не менее 375 Н/мм² или 38 кгс/мм².

*Механические свойства стали 30 распространяются на прокат размером до 63 мм.

Предел текучести стали 40Х (Ст 40Х, сталь конструкционная легированная, хромистая, ГОСТ 4543-71): для проката размером 25 мм после термообработки (закалка+отпуск) - предел текучести стали 40Х не менее 785 Н/мм² или 80 кгс/мм².

Предел текучести стали 09Г2С (ГОСТ 5520-79, лист, сталь 09Г2С конструкционная низколегированная для сварных конструкций, кремнемарганцовистая). Минимальное значение предела текучести стали 09Г2С для стального проката в зависимости от толщины листа меняется от 265 Н/мм² (27 кгс/мм²) до 345 Н/мм² (35 кгс/мм²). Для повышенных температур минимальное требуемое значение предела текучести стали 09Г2С составляет: для Т=250°C - 225 (23); для Т=300°C - 196 (20); Т=350°C - 176 (18); Т=400°C - 157 (16).

Предел текучести стали 3. Сталь 3 (углеродистая сталь обыкновенного качества, ГОСТ 380—2005) изготавливается следующих марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп. Предел текучести стали 3 регламентируется отдельно для каждой марки. Так, например, требования к пределу текучести Ст3кп, в зависимости от толщины проката, меняются от 195-235 Н/мм² (не менее).

Текучесть расплава

Текучесть расплава металла - это способность расплавленного металла заполнять литейную форму. Текучесть расплава для металлов и металлических сплавов - то же что и жидкотекучесть. (См. Литейные свойства сплавов).

Текучесть жидкости вообще и расплава в частности есть величина, обратная динамической вязкости. В Международной системе единиц (СИ) текучесть жидкости выражается в Па^-1*с^-1.