Показателем, наиболее обобщённо характеризующим прочность материала, является условный предел текучести σ0,2 , определённый на гладком образце при одноосном растяжении. В этом случае сталь имеет наиболее низкие значения σ0,2 (при вязком разрушении), чем при других видах нагружения.

Рассмотрим такой пример.

Имеем 3 стали с разными значениями условного предела текучести: σ′0,2< σ″0,2< σ″′0,2 (рис.1). Выясним, будет ли экономия материала, если вместо стали 1 применить более прочную сталь 3. Это целесообразно, если могут быть использованы напряжения, равные σ″′0,2, а это возможно, если допустима возникающая при таком напряжении деформация, равная ∆l3. Если же при эксплуатации детали допустима деформация не более чем ∆l1, то при напряжениях, больших σ`0,2, размеры детали выйдут за допустимые пределы.

Следовательно, в этом случае замена стали 1 сталью 3 не эффективна.

Таким образом, степень допустимой деформации (упругой и пластической) определяет и допустимый уровень напряжения, что является основным для выбора марки стали по прочности.

Данные ГОСТа (гарантируемые механические свойства) могут быть заложены в расчёты прочности деталей машин, если сталь на машиностроительных заводах не подвергается обработке, приводящей к изменению её структуры (холодная или горячая пластическая деформация, термическая обработка и т.п.), т.е. свойства металла в исходном состоянии и в изделии остаются неизменными. '' σ' 0,2 σ0,2 σ''' 0,2 3 2 1 ∆l 1 ∆l 2 ∆l 3 0,2% l 0 σ ∆l Рис.1.

Начальный участок диаграммы деформации в координатах «Условное растягивающее напряжение (σ) – абсолютное удлинение(∆l)» трёх сталей (1,2,3), где σ = F 0 Р , Р – растягивающая нагрузка в данный момент испытания, F0 – начальная площадь поперечного сечения образца; ∆l = li – l0, li – длина образца на расчётном участке в данный момент испытания, а l0 – начальная расчётная длина образца При повышении температуры отпуска от 200 до 6000 С условный предел текучести углеродистых сталей с 0,2%С уменьшается от ∼1200 до ∼600 МПа, а сталей с 0,4%С – от ∼1600 до ∼800 МПа, следовательно, варьированием температуры отпуска можно изменить прочностные свойства стали примерно в 2 раза.

Однако в общем случае не следует стремиться к получению прочности выше необходимой, т.к. при этом, как правило, снижается вязкость стали, т.е. уменьшается надёжность стали как конструкционного материала.

Другими словами, большой запас прочности, достигаемый применением более прочных материалов, - не гарантия надёжности, скорее наоборот.