Согласно определению, прочность – это «способность материала выдерживать воздействие приложенной нагрузки». Существует множество видов прочности, различающиеся способами приложения нагрузки к материалу: прочность при растяжении, прочность при деформировании сдвига, прочность при кручении, ударная прочность и усталостная прочность.
Прочность при растяжении металла определяется как способность металла сопротивляться разрушению при воздействии растягивающей нагрузки. Поскольку металлы часто воспринимают растягивающую нагрузку, эта характеристика в наибольшей степени интересует конструктора. В технических данных металла, прочность при растяжении обычно обозначается двумя разными способами. В употреблении находятся следующие понятия: предел прочности при растяжении и предел текучести. Оба термина относятся к различным аспектам поведения материала. Предел прочности при растяжении, иногда называемый просто прочностью при растяжении, относится к максимальной несущей способности данного металла или прочности металла при той нагрузке, которая действует в момент разрушения. Для определения смысла предела текучести необходимо понимать, что происходит, когда металл проявляет упругие свойства. Свойством упругости характеризуется такая деформация металла под действием нагрузки, которая не сохраняется после прекращения действии нагрузки. Упругие свойства металла можно продемонстрировать с помощью всем знакомого примера: типичным представителем упругого материала служит эластичная лента. Она растягивается под действием нагрузки, но если нагрузку снять, лента примет первоначальную форму. Если нагрузка на металл не превышает его предела упругости, он реагирует путем удлинения, или деформации растяжения. В области упругих деформаций величина удлинения прямо пропорциональна приложенной нагрузке, поэтому свойство упругости называют еще и свойством линейности. Когда металл сохраняет упругие свойства, он может растягиваться до известного предела, а после прекращения действия нагрузки металл возвращается к его начальной длине. Иначе говоря, деформация металла не сохраняется.
Если нагрузка, действующая на металл, превышает его предел упругости, он теряет упругие свойства. С этого момента он становится пластичным, а это означает, что деформация приобретает постоянный характер. Это также означает, что зависимость между напряжением и деформацией утрачивает линейный характер. После наступления пластической деформации материал не может вернуться к первоначальной длине, даже если прекратится действие нагрузки. Его деформация сохранится, перейдя в остаточную деформацию.
