Тестот за затегнување на јачината главно се користи за да се утврди можноста на металните материјали да се спротивстават на оштетувањето за време на процесот на истегнување и е еден од важните показатели за проценка на механичките својства на материјалите.
1. Тест за затегнување
Тестот за затегнување се заснова на основните принципи на материјалната механика. Со примена на оптоварување на затегнување на примерокот на материјалот под одредени услови, тоа предизвикува деформација на затегнување сè додека не се пробие примерокот. За време на тестот, деформацијата на експерименталниот примерок под различни оптоварувања и максималното оптоварување кога се снимаат паузите на примерокот, со цел да се пресмета јачината на приносот, јачината на затегнување и другите индикатори за перформанси на материјалот.
Стрес σ = f/a
σ е јачина на затегнување (MPa)
F е оптоварувањето на затегнување (n)
А е пресек на пределот на примерокот
2. Крива на затегнување
Анализа на неколку фази на процесот на истегнување:
а. Во фазата на ОП со мало оптоварување, издолжувањето е во линеарна врска со товарот, а FP е максимално оптоварување за одржување на права линија.
б. Откако товарот го надминува FP, кривата на затегнување започнува да зазема нелинеарна врска. Примерокот влегува во почетната фаза на деформација, а товарот е отстранет, а примерокот може да се врати во првобитната состојба и еластично да се деформира.
в. Откако товарот го надминува Fe, товарот се отстранува, дел од деформацијата е обновена и се задржува дел од преостанатата деформација, што се нарекува пластична деформација. Fe се нарекува еластична граница.
Д. Кога товарот се зголемува понатаму, кривата на затегнување покажува пила. Кога товарот не се зголемува или намалува, феноменот на континуирано издолжување на експерименталниот примерок се нарекува принос. По приносот, примерокот почнува да се подложува на очигледна пластична деформација.
е. По приносот, примерокот покажува зголемување на отпорноста на деформацијата, зацврстувањето на работата и зајакнувањето на деформацијата. Кога товарот ќе достигне ФБ, истиот дел од примерокот нагло се намалува. ФБ е граница на јачина.
f. Феноменот на намалувањето доведува до намалување на капацитетот на лежиштето на примерокот. Кога товарот ќе достигне FK, примерокот се распаѓа. Ова се нарекува оптоварување на фрактура.
Јачина на принос
Јачината на приносот е максимална стрес вредност што металниот материјал може да издржи од почетокот на пластичната деформација за да се заврши фрактурата кога е подложена на надворешна сила. Оваа вредност ја означува критичната точка кога материјалот се транзитира од фазата на еластична деформација во фазата на пластична деформација.
Класификација
Горна јачина на принос: се однесува на максималниот стрес на примерокот пред да се намали силата за прв пат кога се појавува приносот.
Пониска јачина на принос: се однесува на минималниот стрес во фазата на принос кога почетниот минлив ефект се игнорира. Бидејќи вредноста на долната точка на приносот е релативно стабилна, обично се користи како индикатор за отпорност на материјал, наречена точка на принос или јачина на принос.
Формула за пресметка
За горната јачина на принос: r = f / sₒ, каде f е максималната сила пред да се намали силата за прв пат во фазата на принос, а Sₒ е оригиналната пресек на пресек на примерокот.
За помала јачина на принос: r = f / sₒ, каде f е минималната сила f игнорирање на почетниот минлив ефект, а Sₒ е оригиналната пресек на пресек на примерокот.
Единица
Единицата на јачина на принос е обично MPA (мегапаскална) или N/mm² (Newутн на квадратен милиметар).
Пример
Земете низок јаглероден челик како пример, неговата граница на принос е обично 207MPa. Кога е подложена на надворешна сила поголема од оваа граница, нискиот јаглероден челик ќе произведе трајна деформација и не може да се врати; Кога е подложена на надворешна сила помала од оваа граница, нискиот јаглероден челик може да се врати во првобитната состојба.
Јачината на приносот е еден од важните индикатори за проценка на механичките својства на металните материјали. Ја рефлектира можноста на материјалите да се спротивстават на пластичната деформација кога се подложени на надворешни сили.
Сила на затегнување
Јачината на затегнување е способност на материјалот да се спротивстави на оштетување под затегнување, што е конкретно изразено како максимална стрес вредност што материјалот може да ја издржи за време на процесот на затегнување. Кога стресот на затегнување на материјалот ја надминува јачината на затегнување, материјалот ќе претрпи пластична деформација или фрактура.
Формула за пресметка
Формулата за пресметување за јачина на затегнување (σt) е:
σt = f / a
Каде f е максималната сила на затегнување (tonутн, n) што примерокот може да го издржи пред да се пробие, а а е оригиналната пресек подрачје на примерокот (квадрат милиметар, мм²).
Единица
Единицата на јачина на затегнување е обично MPA (мегапаскална) или N/mm² (Newутн на квадратен милиметар). 1 MPa е еднаков на 1.000.000 Newtons на метар квадратен, што е исто така еднакво на 1 N/mm².
Влијаат врз факторите
Јачината на затегнување е под влијание на многу фактори, вклучително и хемиски состав, микроструктура, процес на третман на топлина, метод на обработка, итн. Различни материјали имаат различни јаки на затегнување, така што во практичните апликации, неопходно е да се изберат соодветни материјали засновани на механичките својства на материјали.
Практична примена
Јачината на затегнување е многу важен параметар во областа на науката и инженерството на материјали и често се користи за проценка на механичките својства на материјалите. Во однос на структурниот дизајн, изборот на материјали, проценката на безбедноста, итн., Силата на затегнување е фактор што мора да се земе предвид. На пример, во градежниот инженеринг, јачината на затегнување на челикот е важен фактор за да се утврди дали може да издржи товари; Во областа на воздушната, јачината на затегнување на лесни и материјали со голема јачина е клучот за обезбедување на безбедноста на авионите.
Сила за замор:
Металниот замор се однесува на процесот во кој материјалите и компонентите постепено произведуваат локално трајно кумулативно оштетување на едно или неколку места под цикличен стрес или цикличен напор, а пукнатините или ненадејните целосни фрактури се случуваат по одреден број циклуси.
Карактеристики
Ненадејност во времето: Неуспехот на металниот замор честопати се јавува одеднаш во краток временски период без очигледни знаци.
Локалитет во позиција: Неуспехот на замор обично се јавува во локалните области каде што стресот е концентриран.
Чувствителност на животната средина и дефектите: Металниот замор е многу чувствителен на околината и ситни дефекти во материјалот, што може да го забрза процесот на замор.
Влијаат врз факторите
Амплитудата на стрес: Големината на стресот директно влијае на животот на замор на металот.
Просечна големина на стрес: Колку е поголем просечниот стрес, толку е пократок животот на замор на металот.
Број на циклуси: Колку повеќе пати металот е под цикличен стрес или вирус, толку е посериозна акумулацијата на оштетување на замор.
Превентивни мерки
Оптимизирајте избор на материјал: Изберете материјали со повисоки ограничувања на замор.
Намалување на концентрацијата на стрес: Намалете ја концентрацијата на стресот преку структурни дизајни или методи за обработка, како што се користење на заоблени транзиции на аголот, зголемување на димензиите на пресек, итн.
Површински третман: полирање, прскање, итн. На металната површина за да ги намалите дефектите на површината и да ја подобрите јачината на замор.
Инспекција и одржување: Редовно увид на металните компоненти веднаш за да ги откриете и поправите дефектите, како што се пукнатини; Одржувајте делови склони кон замор, како што се замена на истрошените делови и зајакнување на слаби врски.
Металниот замор е вообичаен режим на метална инсуфициенција, кој се карактеризира со ненадејност, локација и чувствителност на околината. Амплитудата на стрес, просечната големина на стресот и бројот на циклуси се главните фактори кои влијаат на металниот замор.
СН кривата: го опишува животот на замор на материјалите под различно ниво на стрес, каде што S претставува стрес и N претставува број на циклуси на стрес.
Формула на коефициент на јачина на замор:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Онаму каде (Ka) е факторот на оптоварување, (KB) е факторот на големина, (KC) е факторот на температурата, (KD) е фактор на квалитет на површината, а (KE) е факторот на сигурност.
СН крива математички израз:
(\ sigma^m n = c)
Каде (\ сигма) е стрес, n е бројот на циклуси на стрес, а М и Ц се материјални константи.
Чекори за пресметување
Одредете ги материјалните константи:
Одредете ги вредностите на m и c преку експерименти или со повикување на релевантна литература.
Одредете го факторот на концентрација на стрес: разгледајте ја вистинската форма и големина на делот, како и концентрацијата на стресот предизвикана од филети, клучеви, итн. Фактор на концентрација, во комбинација со дизајнерскиот живот и работното ниво на стрес на делот, ја пресметува јачината на замор.
2. Пластичност:
Пластичноста се однесува на имотот на материјал што, кога е подложен на надворешна сила, произведува постојана деформација без да се пробие кога надворешната сила ја надминува својата еластична граница. Оваа деформација е неповратна, а материјалот нема да се врати во првобитната форма дури и ако надворешната сила е отстранета.
Индекс на пластичност и формула за пресметка
Издолжување (δ)
Дефиниција: Издолжување е процентот на вкупната деформација на делот за мерачи откако примерокот е затегнат фрактуриран до оригиналната должина на мерачот.
Формула: Δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Каде L0 е оригиналната должина на мерачот на примерокот;
L1 е должината на мерачот откако ќе се скрши примерокот.
Сегментално намалување (ψ)
Дефиниција: Намалувањето на сегментот е процентот на максимално намалување на пресек на пресек на точката на вратот откако примерокот е скршен на оригиналната област на пресек.
Формула: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Каде што F0 е оригиналната пресек област на примерокот;
F1 е пресек на пресек на точката на вратот откако ќе се скрши примерокот.
3. Цврстина
Металната цврстина е индекс на механички имот за мерење на цврстината на металните материјали. Тоа укажува на способност да се спротивстави на деформацијата во локалниот волумен на металната површина.
Класификација и застапеност на метална цврстина
Металната цврстина има различни методи за класификација и застапеност според различни методи на тестирање. Главно вклучуваат следново:
Цврстина на Бринел (HB):
Опсег на примена: Општо се користи кога материјалот е помек, како што се не-ферозни метали, челик пред третман на топлина или по полнење.
Принцип на тест: Со одредена големина на тест оптоварување, зацврстена челична топка или карбид топка со одреден дијаметар се притиска на површината на металот што треба да се тестира, а товарот се растовари по одредено време, а дијаметарот на вовлекувањето се мери на површината што треба да се тестира.
Формула за пресметување: Вредноста на тврдоста на Бринел е количник добиен со делење на товарот со сферична површина на вовлекувањето.
Цврстина на Роквел (HR):
Опсег на примена: Општо се користи за материјали со поголема цврстина, како што е цврстина по термичка обработка.
Принцип на тест: Слично на тврдоста на Бринел, но користејќи различни сонди (дијамант) и различни методи на пресметување.
Видови: Во зависност од апликацијата, постојат HRC (за материјали со голема цврстина), HRA, HRB и други видови.
Цврстина на Викерс (ХВ):
Опсег на примена: Погоден за анализа на микроскоп.
Принцип на тест: Притиснете ја површината на материјалот со оптоварување помал од 120 килограми и вметнување на конус на плоштад со дијамант со агол на темето од 136 ° и поделете ја површината на јамата за вовлекување на материјалот според вредноста на товарот за да ја добиете вредноста на тврдоста на Викерс.
Цврстина на Leeb (HL):
Карактеристики: Преносен тестер за цврстина, лесен за мерење.
Принцип на тест: Користете го отскокнувањето генерирано од главата на топката на удар, откако ќе влијаете на површината на цврстината и пресметајте ја цврстината според односот на брзината на враќање на ударот на 1мм од површината на примерокот до брзината на влијанието.
Време на објавување: Сеп-25-2024
