Độ bền kéo là một thông số vật lý quan trọng, thể hiện mức lực tối đa mà một vật liệu cụ thể có thể chịu đựng được trước khi bị nứt hoặc gãy. Độ biến dạng kéo là một thông số quan trọng khác, thể hiện độ dẻo của vật liệu, hay mức độ mà vật liệu có thể bị kéo giãn. Mặc dù thông thường chỉ có một đồ thị được tạo ra, nhưng có nhiều thành phần khác nhau trong các đồ thị này cần lưu ý, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tính toàn vẹn cấu trúc của chính vật liệu đó.
Phần đầu của đồ thị thể hiện vùng biến dạng đàn hồi. Từ đặc tính tuyến tính của nó, chúng ta có thể thấy rằng độ lớn của lực tác dụng đang tăng với tốc độ không đổi. Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng này cho chúng ta một chỉ số rõ ràng về tính đàn hồi của vật liệu. Hãy tưởng tượng vật liệu như một sợi dây cao su trong giai đoạn này: nó chỉ có thể bị kéo giãn đến một mức nhất định (% biến dạng) và vẫn có thể trở về trạng thái ban đầu. Độ dốc của đường cong tuyến tính này thể hiện mô đun của vật liệu. Giá trị mô đun là thước đo độ cứng tổng thể của vật liệu và mức độ dễ dàng mà vật liệu có thể trở về trạng thái ban đầu (trong vùng đàn hồi). Mô đun càng cao thì độ đàn hồi càng cao.
Đỉnh của vùng đàn hồi biểu thị giới hạn chảy, về cơ bản là mức ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được mà vẫn trở về trạng thái ban đầu. Vượt qua điểm này là vùng biến dạng dẻo. Trong vùng này, vật liệu bị hư hỏng vĩnh viễn và không bao giờ có thể trở lại trạng thái ban đầu.
Đỉnh của đồ thị biểu thị độ bền kéo tối đa của vật liệu – mức ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được trước khi bắt đầu gãy. Khi đạt đến điểm này, bạn có thể quan sát thấy mẫu bắt đầu biến dạng khi đồ thị cho thấy độ dốc giảm dần. Đây là vùng “co cổ”, nơi điểm yếu nhất của mẫu bắt đầu thu hẹp lại khi ứng suất được tác dụng trong thời gian dài hơn. Càng ngày càng mỏng đi, mẫu thử cuối cùng sẽ gãy thành hai phần. Ngay tại thời điểm mẫu thử gãy, thử nghiệm kết thúc và đó chính là điểm mà độ dẻo (độ biến dạng) được đo lường.
Thử nghiệm độ bền kéo đã chiếm một phần lớn trong dự án của tôi suốt mùa hè vừa qua cũng như trong toàn ngành khoa học vật liệu nói chung. Các thử nghiệm này có thể cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin về cách một vật liệu cụ thể sẽ hoạt động trong các điều kiện khác nhau. Những số liệu đo lường này có thể trở thành cơ sở quan trọng khi ứng dụng các vật liệu này vào các lĩnh vực thực tiễn như ô tô và thiết bị di động.
