Класифікація здійснюється за двома принципами. По-перше, за схемою напруженого і деформованого стану. По-друге, за характером навантаження зразка.
За характером навантаження випробування ділять на статичні, динамічні і циклічні. Статичні навантаження повільно зростають (секунди, хвилини). При динамічних випробуваннях зростання навантаження відбувається за дуже короткий термін. Циклічні навантаження характеризуються багаторазовими змінами за напрямком і величиною навантаження. Найбільш важливі наступні види статичних випробувань, що відрізняються схемою прикладання навантажень до зразком: одновісне розтягнення, одновісний, вигин, крутіння, розтягнення і вигин зразків з надрізом і тріщиною.
В результаті динамічних випробувань визначають величину повної або питомої роботи динамічної деформації, а також величину залишкової деформації зразка. Динамічні випробування зазвичай проводять за схемою вигину.
При випробуваннях на втому визначають число циклів до руйнування при різних значеннях напруг.
Крім розглянутих, є ще дві групи випробувань. До першої відносяться іспити на твердість, в яких визначають опір деформації поверхневих шарів зразка при взаємодії з іншим тілом - індентором. Більшість випробувань на твердість - статичні. Друга група - випробування на повзучість і тривалу міцність. Зазвичай проводяться при підвищених температурах і постійному навантаженні. При випробуванні на повзучість визначають величину деформації в залежності від часу при різних напружених, при випробуваннях на тривалу міцність оцінюють час до руйнування під дією різних напруг.
5.3. Умови подібності механічних випробувань.
Більшість характеристик механічних властивостей металів не є фізичними константами. Вони в сильному ступені залежать від умов проведення випробувань. Тому не можна судити про властивості металевих матеріалів за даними механічних випробувань, які проводяться різними дослідниками за різними методиками. Необхідно дотримуватись певних умов подібності випробувань.
Для дотримання умов подібності зразки слід піддавати випробуванням при однаковій схемі напруженого стану і в однакових фізичних умовах. Звідси випливає необхідність дотримання трьох видів подібності:
1) геометричного (форма і розмір зразка),
2) механічного (схема і швидкість програми навантаження),
3) фізичного (зовнішні фізичні умови).
Статистична обробка результатів механічних випробувань
Характеристики механічних випробувань є середньостатистичними величинами, що дають сумарну, математично найбільш ймовірну характеристику всього обсягу зразка, який бере участь в дослідженні. Основні завдання статистичної обробки результатів - оцінка середнього значення властивостей і помилки у визначенні цього середнього, а також вибір мінімально необхідної кількості зразків для оцінки середнього із заданою точністю (ГОСТ 8.207 -76).
Для конструкційного матеріалу потрібно не тільки високий опір деформації, а й високий опір руйнуванню.
Зазвичай опір деформації (пружної і пластичної) об'єднують в загальне поняття міцність. а опір руйнуванню - надійність. Якщо руйнування відбувається не за один, а за кілька актів навантаження, причому за кожний акт відбувається мікроруйнування (знос, втома, корозія, повзучість), то це характеризує довговічність матеріалу.
Високоякісний конструкційний матеріал повинен бути одночасно міцним, надійним і довговічним.
Зі збільшенням ступеня пластичної деформації властивості, що характеризують опір деформації (межа міцності sв. Межа плинності s0,2 і т.д.) підвищуються, а здатність до пластичної деформації (відносне подовження d зменшується (рис.23). Це явище отримали назву наклепу.
Ріс.23.Ізмененіе механічних властивостей міді (а) і алюмінію (б) в залежності від ступеня пластичної деформації.
Зміцнення металу в процесі пластичної деформації (наклеп) пояснюється збільшенням числа дефектів кристалічної будови (дислокацій, вакансій, міжвузлових атомів). Підвищення щільності дефектів кристалічної будови ускладнює рух дислокацій, а, отже, підвищує опір деформації і зменшує пластичність.
5.7. Вплив нагрівання на будову і властивості деформованого металу (рекрісталлізаціонний процеси)
Велика частина роботи (до 95%), що витрачається на деформацію металу, перетворюється в теплоту (метал нагрівається). Інша частина енергії акумулюється в металі у вигляді підвищеної щільності дефектів кристалічної будови (вакансій, дислокацій і т.д.). Такий стан наклепаного матеріалу термодинамічно нестійкий. При нагріванні такого металу в ньому протікають процеси повернення, полігонізації і рекристалізації, після яких відбувається повернення всіх властивостей до властивостей металу до деформації.