Испытания на растяжение (α = 0,5) — наиболее распространенный метод определения прочности конструкци­онных материалов. Наряду с пределом прочности при этих испытаниях определяют предел текучести и характери­стики пластичности материала — относительное удлинение и сужение. Испытания выполняются на разрывных машинах с использованием специальных образцов (рис. 2.1). Головки образцов помещаются в зажимы разрывной машины, и образцы растягивают до разрушения. В процессе приложения нагрузки в образце возникает напряжение (σ), равное отношению приложенного усилия (Р) к площади поперечного сечения образца (F): σ = σ/F (МПа или кгс/мм². Под действием приложенной нагрузкивозникает деформация — изменение размеров образца.

Рисунок 2.1 - Образец для испытаний на растяжение

Деформация может быть упругой или пластической. Упругая деформация полностью снимается (исчезает) после снятия нагрузки и не приводит к изменениям в струк­туре и в свойствах материала. Различают абсолютную и относительную деформацию. Абсолютная (Δl) — измене­ние размера (длины образца при испытаниях на растяже­ние), относительная (ε) — отношение абсолютной дефор­мации к первоначальной длине (l), т.е. ε = Δl/l.
Между напряжением и величиной относительной упру­гой деформации существует линейная зависимость — закон Гука: σ = Е*ε, где Е — модуль упругости, характеризующий жесткость материала, т.е. способность сопротивляться упругим деформациям.
Пластическая дефор­мация не исчезает после снятия нагрузки (согните алюминиевую проволоку; после того как нагрузка снята, проволока не разги­бается — она пластически деформирована).
При испытаниях на растяжение строится диа­грамма в координатах «относительное удлинение ε — напряжение σ» (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Диаграмма растяжения: σ_пц — предел пропорциональ­ности; σ_0.2 — предел тeкучести; σ_B — предел прочности; ε_упр - упругая деформация; ε_пл- пластическая деформация

Определяются: предел прочности σ_B ; (вре­менное сопротивление разрыву); предел пропор­циональности (σ_пц) — мак­симальное напряжение, при котором отсутствует пластическая деформация. Поскольку точное определение предела пропорциональности затруднено, в практике изме­ряют предел текучести (σ_Т) — напряжение, вызывающее остаточную деформацию определенной величины, например (σ_0,2) — напряжение, при котором остаточная деформация равна 0,2% от первоначальной длины образца. Для более точ­ного определения предела пропорциональности определяют σ_0,02 и σ_0,05
Перед разрушением образец претерпевает пластическую деформацию, он удлиняется, при этом происходит образо­вание шейки (рис. 2.3) — уменьшение диаметра. Относи­тельное удлинение &epsilon = Δl/l и относительное сужение = (Fн - Fк)/Fн, (здесь Fн и Fк - начальная до испытаний и конечная минимальная площадь образца, т.е. площадь шейки после разрушения) характеризуют пластичность материала. Чем больше эти характеристики, тем материал пластичнее.

Рисунок 2.3 -Разрушенный образец после испытаний на растяжение