Vlačna čvrstoća

**Vlačna** ili **zatezna čvrstoća** (oznaka: *σ<sub>M</sub>*) je osnovno mehaničko svojstvo materijala, uz granicu razvlačenja, na osnovu kojeg se materijali vrednuju prema njihovoj mehaničkoj otpornosti na naprezanje. Vlačna čvrstoća prestavlja omjer maksimalne postignute sile pri vlačnom ispitivanju na kidalici i ploštine početnog presjeka ispitnog uzorka ili epruvete. Ona je suprotna vrijednost od tlačne čvrstoće.

## Vlačno ispitivanje
Vlačno ispitivanje je postupak ispitivanja mehaničkih svojstava na kidalici, kojim se utvrđuju glavna svojstva koja karakteriziraju mehaničku otpornost materijala, ali i njihovu deformabilnost. Iz materijala koji želimo ispitati izrađuje se uzorak za ispitivanje propisanog oblika i dimenzija, a to je epruveta ili ispitni uzorak. Najčešće je to (ovisno o obliku poluproizvoda) ispitni uzorak valjkastog oblika, kod kojega su promjer i mjerna duljina u određenom razmjeru. Na kidalici se direktno mjeri vlačna čvrstoća materijala *σ<sub>M</sub>*, produljenje ispitnog uzorka *ΔL* i suženje poprečnog presjeka uzorka *ΔA*. Iz rezultata vlačnog ispitivanja mogu se odrediti Youngov modul elastičnosti *E*, Poissonov omjer *υ*, granica razvlačenja i rad plastične deformacije.

### Ispitni uzorak ili epruveta
Početna mjerna duljina ispitnog uzorka ili epruvete za **kratke proporcionalne epruvete** iznosi L0/d0 = 5, a za **duge proporcionalne epruvete** iznosi L0/d0 = 10, gdje je d0 promjer epruvete. Početna mjerna duljina epruvete za neproporcionalne epruvete ne ovisi o promjeru d0. Epruvete za žice i štapove promjera do 4 mm moraju imati početnu mjernu duljinu L0 = 200 ± 2 mm ili L0 = 100 ± 1 mm. Ispitni uzorci za limove i trake debljine od 0,1 do 3 mm izrezuju se na širinu 12,5 odnosno 20 mm, s početnom mjernom duljinom L0 od 50 do 80 mm i ispitnom duljinom 75 odnosno 120 mm.

Pored standardnih epruveta za ispitivanje vlačne čvrstoće, služe i **tehničke epruvete**. To su lanci, čelična užad, cijevi, različiti profili, žica, gotovi strojni dijelovi itd. Te epruvete se posebno ne obrađuju, već se ispitivanje vrši u stanju u kojem se ugrađuju u konstrukciju. Standardne epruvete se izrađuju obilnim hlađenjem da se struktura materijala ne
promijeni, jer ona utječe na čvrstoću. Površina tijela mora biti fino obrađena bez ogrebotina i tragova obradbe, a prijelaz s tijela na glavu epruvete mora biti izveden s propisanim zaobljenjem *r*.

### Dijagram naprezanja
Dijagram naprezanja prikazuje medusobnu ovisnost *σ* – vlačnog naprezanja i *ε* – relativnog produljenja ili linijske vlačne deformacije. U materijalu koji je opterećen nekom silom *F* nastaju naprezanja *σ* koja uzrokuju njegovo rastezanje. Naprezanje *σ* je omjer sile *F* i ploštine *A* presjeka štapa ili šipke (okomitog na smjer sile).

:\sigma = \frac{F}{A}

Zbog djelovanja sile *F* (a time nastalog naprezanja *σ*) štap ili šipka će se od početne duljine Lo rastegnuti na duljinu *L*. Tako je produljenje štapa ili šipke:

:\varepsilon =\frac{\Delta L}{L_0}=\frac{L-L_0}{L_0}

**Relativno produljenje** *ε* (duljinska ili uzdužna deformacija) štapa ili šipke je produljenje s obzirom na početnu duljinu Lo. Početno je naprezanje linearno (deformacija je izravno razmjerna naprezanju). U području linearnog rastezanja (Hookeov zakon) materijal je elastičan i nakon prestanka djelovanja sile, odnosno naprezanja, on se vraća u početno stanje. Youngov modul elastičnosti je omjer naprezanja i relativnog produljenja (u području elastičnosti).

Tehnička granica elastičnosti je naprezanje pri kojem osjetljiva mjerila osjete prvo primjetno trajno produljenje materijala (pri još nepromijenjenom presjeku Ao). Nakon te granice (obično na kraju linearnog rastezanja) materijal se rasteže plastično i nakon prestanka djelovanja sile ne vraća se više na početnu duljinu Lo, već ostaje određeno trajno produljenje, uz suženje presjeka, A o).

## Vrijednosti vlačne čvrstoće nekih materijala

## Izvori