Tempiamasis stiprumo testas daugiausia naudojamas nustatant metalinių medžiagų gebėjimą atsispirti pažeidimams tempimo proceso metu, ir yra vienas iš svarbių rodiklių, rodančių medžiagų mechanines savybes.
1. Tempimo testas
Tempimo testas grindžiamas pagrindiniais medžiagų mechanikos principais. Taikant tempimo apkrovą medžiagos mėginiui tam tikromis sąlygomis, tai sukelia tempimo deformaciją, kol mėginys nutrūks. Bandymo metu eksperimentinio mėginio deformacija esant skirtingoms apkrovoms ir didžiausia apkrova, kai įrašomi mėginio lūžiai, kad būtų apskaičiuotas medžiagos išeigos stipris, tempimo stipris ir kiti medžiagos veikimo rodikliai.
Stresas σ = f/a
σ yra tempimo stiprumas (MPA)
F yra tempimo apkrova (n)
A yra bandinio skerspjūvio sritis
2. Tempimo kreivė
Kelių tempimo proceso etapų analizė:
a. OP etape su maža apkrova pailgėjimas yra tiesinis ryšys su apkrova, o FP yra didžiausia apkrova tiesia linija.
b. Po apkrovos viršija FP, tempimo kreivė pradeda užmegzti netiesinius ryšius. Mėginys patenka į pradinę deformacijos etapą, o apkrova pašalinama, o mėginys gali grįžti į pradinę būseną ir elastingai deformuoti.
c. Kai apkrova viršija Fe, apkrova pašalinama, deformacijos dalis atkuriama, o dalis likusio deformacijos išlaikoma, kuri vadinama plastinė deformacija. Fe vadinamas elastine riba.
d. Kai apkrova didėja toliau, tempimo kreivė parodo pjūklą. Kai apkrova nepadidėja ir nesumažėja, nuolatinio eksperimentinio mėginio pailgėjimo reiškinys vadinamas derliumi. Po derliaus mėginys pradeda būti akivaizdžios plastinės deformacijos.
e. Po to, kai mėginys padidina atsparumą deformacijai, sukietėja ir stiprina deformaciją. Kai apkrova pasiekia FB, ta pati mėginio dalis smarkiai susitraukia. FB yra stiprumo riba.
f. Susitraukimo reiškinys lemia mėginio guolio pajėgumo sumažėjimą. Kai apkrova pasiekia FK, mėginys nutrūksta. Tai vadinama lūžio apkrova.
Derliaus stiprumas
Derlingumo stiprumas yra didžiausia įtempio vertė, kurią metalinė medžiaga gali atlaikyti nuo plastiko deformacijos pradžios, kad būtų baigtas lūžis, kai veikiama išorinė jėga. Ši vertė žymi kritinį tašką, kai medžiaga pereina iš elastinės deformacijos stadijos į plastinės deformacijos stadiją.
Klasifikacija
Viršutinė išeigos stiprumas: reiškia maksimalų mėginio įtempį, kol jėga pirmą kartą nukrenta, kai atsiranda derlius.
Mažesnis derlingumo stiprumas: nurodo minimalų įtempį išeigos stadijoje, kai nepaisomas pradinis trumpalaikis efektas. Kadangi apatinio išeigos taško vertė yra santykinai stabili, ji paprastai naudojama kaip medžiagos atsparumo rodiklis, vadinamas derliaus tašku arba išeigos stiprumu.
Skaičiavimo formulė
Viršutiniam išeigos stiprumui: r = f / sₒ, kur F yra didžiausia jėga, kol jėga pirmą kartą nukrenta išeigos stadijoje, o Sₒ yra pradinė mėginio skerspjūvio plotas.
Mažesniam išeigos stiprumui: r = f / sₒ, kur F yra mažiausia jėga F, ignoruojanti pradinį trumpalaikį efektą, o Sₒ yra pradinė mėginio skerspjūvio plotas.
Vienetas
Derlingumo stiprumo vienetas paprastai yra MPA (megapaskal) arba N/mm² (Niutonas už kvadratinį milimetrą).
Pavyzdys
Paimkite žemą anglies plieną kaip pavyzdį, jo derliaus riba paprastai yra 207MPa. Kai žemas anglies plienas bus didesnė už šią ribą, išorinė jėga sukels nuolatinę deformaciją ir negali būti atkurta; Kai išorinė jėga yra mažesnė už šią ribą, žemas anglies plienas gali grįžti į pradinę būklę.
Derlingumo stiprumas yra vienas iš svarbių metalinių medžiagų mechaninių savybių įvertinimo rodiklių. Tai atspindi medžiagų gebėjimą atsispirti plastikinei deformacijai, kai jis veikia išorines jėgas.
Tempimo stiprumas
Tempiamasis stiprumas yra medžiagos gebėjimas atsispirti pažeidimams esant tempimo apkrovai, kuri yra specialiai išreikšta kaip didžiausia įtempio vertė, kurią medžiaga gali atlaikyti tempimo proceso metu. Kai medžiagos tempimo įtempis viršija jos tempimo stiprumą, medžiaga patirs plastinę deformaciją ar lūžį.
Skaičiavimo formulė
Skaičiavimo formulė tempimo stiprumui (σt) yra:
σt = f / a
Kur F yra didžiausia tempimo jėga (Newton, N), kurią bandinys gali atlaikyti prieš lūžus, o A yra pradinis bandinio skerspjūvio plotas (kvadratinis milimetras, mm²).
Vienetas
Tempimo stiprumo vienetas paprastai yra MPA (megapaskal) arba N/mm² (Niutonas už kvadratinį milimetrą). 1 MPa yra lygus 1 000 000 Newtons vienam kvadratiniam metrui, kuris taip pat yra lygus 1 N/mm².
Įtakos veiksniai
Tempiamąjį stiprumą turi daugelis veiksnių, įskaitant cheminę sudėtį, mikrostruktūrą, terminio apdorojimo procesą, apdorojimo metodą ir kt. Skirtingos medžiagos turi skirtingą tempimo stiprumą, taigi praktiškai pritaikant tinkamą medžiagą, pagrįstą mechaninėmis savybėmis, kurios yra mechaninės savybės, atsižvelgiant į mechanines savybes. Medžiagos.
Praktinis taikymas
Tempiamasis stiprumas yra labai svarbus parametras medžiagų mokslo ir inžinerijos srityje ir dažnai naudojamas norint įvertinti medžiagų mechanines savybes. Kalbant apie struktūrinį dizainą, medžiagų pasirinkimą, saugos vertinimą ir kt., Tempiamasis stiprumas yra veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti. Pavyzdžiui, statybų inžinerijoje plieno tempimo stiprumas yra svarbus veiksnys nustatant, ar jis gali atlaikyti apkrovas; Aviacijos ir kosmoso srityje lengvo ir didelio stiprumo medžiagų tempimo stiprumas yra raktas į orlaivio saugumą.
Nuovargio stiprumas:
Metalo nuovargis reiškia procesą, kurio metu medžiagos ir komponentai palaipsniui daro vietines nuolatines kaupiamuosius pažeidimus vienoje ar keliose vietose, esant cikliniam stresui ar cikliniam kamienui, o įtrūkimai ar staigūs visiški lūžiai atsiranda po tam tikro ciklų skaičiaus.
Savybės
Staiga laiku: metalo nuovargio nepakankamumas dažnai įvyksta staiga per trumpą laiką be akivaizdžių ženklų.
Vietovė padėtyje: Nuovargio nepakankamumas paprastai atsiranda vietinėse vietose, kur koncentruotas stresas.
Jautrumas aplinkai ir defektams: Metalo nuovargis yra labai jautrus aplinkai ir mažiems medžiagos viduje esantiems defektams, kurie gali pagreitinti nuovargio procesą.
Įtakos veiksniai
Streso amplitudė: streso dydis tiesiogiai veikia metalo nuovargį.
Vidutinis streso dydis: Kuo didesnis vidutinis stresas, tuo trumpesnis metalo nuovargis.
Ciklų skaičius: Kuo daugiau kartų metalas patiria ciklinį stresą ar deformaciją, tuo rimtesnis nuovargio pažeidimo kaupimasis.
Prevencinės priemonės
Optimizuokite medžiagų pasirinkimą: Pasirinkite medžiagas, kurių nuovargio ribos yra didesnės.
Streso koncentracijos mažinimas: sumažinkite streso koncentraciją per konstrukcinį projektavimo ar perdirbimo metodus, pavyzdžiui, suapvalintų kampų perėjimų naudojimą, didėjančius skerspjūvio matmenis ir kt.
Paviršiaus apdorojimas: poliravimas, purškimas ir kt. Ant metalinio paviršiaus, kad būtų sumažintos paviršiaus defektų ir pagerintų nuovargio stiprumą.
Patikrinimas ir priežiūra: reguliariai apžiūrėkite metalo komponentus, kad greitai aptiktumėte ir taisytumėte tokius defektus kaip įtrūkimai; Laikykite dalis, linkusias į nuovargį, pavyzdžiui, pakeisti susidėvėjusias dalis ir sustiprindami silpnąsias jungtis.
Metalo nuovargis yra įprastas metalo gedimo būdas, kuriam būdingas staigus, vietovė ir jautrumas aplinkai. Streso amplitudė, vidutinis streso dydis ir ciklų skaičius yra pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos metalo nuovargiui.
SN kreivė: apibūdina medžiagų nuovargį esant skirtingam įtempio lygiui, kur S žymi stresą, o n žymi įtempių ciklų skaičių.
Nuovargio stiprumo koeficiento formulė:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Kur (ka) yra apkrovos koeficientas, (kb) yra dydžio koeficientas, (kc) yra temperatūros koeficientas, (kd) yra paviršiaus kokybės koeficientas, o (ke) yra patikimumo koeficientas.
Sn kreivės matematinė išraiška:
(\ sigma^m n = c)
Kur (\ sigma) yra stresas, n yra įtempių ciklų skaičius, o M ir C yra medžiagų konstantos.
Skaičiavimo žingsniai
Nustatykite medžiagų konstantas:
Nustatykite M ir C reikšmes atliekant eksperimentus arba nurodydami atitinkamą literatūrą.
Nustatykite įtempių koncentracijos koeficientą: Apsvarstykite tikrąją dalies formą ir dydį, taip pat streso koncentraciją, kurią sukelia filė, raktai ir kt. Koncentracijos koeficientas kartu su dalies projektavimo tarnavimo ir darbinio streso lygiu apskaičiuoja nuovargio stiprumą.
2. Plastiškumas:
Plastiškumas reiškia medžiagos savybę, kuri, veikianti išorine jėga, sukuria nuolatinę deformaciją, nesulaužant, kai išorinė jėga viršija jos elastinę ribą. Ši deformacija yra negrįžtama, o medžiaga negrįš į pradinę formą, net jei išorinė jėga bus pašalinta.
Plastiškumo indeksas ir jo skaičiavimo formulė
Pailgėjimas (δ)
Apibrėžimas: Pailgėjimas yra bendro matuoklio sekcijos deformacijos procentas po to, kai bandinys yra tempiamas, suskaidytas iki pradinio matuoklio ilgio.
Formulė: δ = (l1 - l0) / l0 × 100%
Kur L0 yra originalus pavyzdžio ilgis;
L1 yra matuoklio ilgis po to, kai bandinys sulaužytas.
Segmentinis redukcija (ψ)
Apibrėžimas: segmentinis redukcija yra maksimalaus skerspjūvio ploto sumažėjimo procentinė dalis NECKING taške po to, kai bandinys yra sulaužytas į pradinę skerspjūvio plotą.
Formulė: ψ = (f0 - f1) / f0 × 100%
Kur F0 yra originalus bandinio skerspjūvio plotas;
F1 yra skerspjūvio sritis, esanti kaklo taške, po to, kai bandinys sulaužytas.
3. Kietumas
Metalo kietumas yra mechaninės savybės indeksas metalinių medžiagų kietumui matuoti. Tai rodo galimybę atsispirti metalinio paviršiaus vietinio tūrio deformacijai.
Metalo kietumo klasifikavimas ir vaizdavimas
Metalo kietumas turi įvairius klasifikavimo ir vaizdavimo metodus pagal skirtingus bandymo metodus. Daugiausia įeina:
Brinell kietumas (HB):
Taikymo apimtis: paprastai naudojama, kai medžiaga yra minkštesnė, pavyzdžiui, netalpintos metalai, plienas prieš terminį apdorojimą arba po atkaitinimo.
Bandymo principas: Esant tam tikro dydžio bandymo apkrovai, į bandomąjį metalo paviršių suspaudžiamas sukietėjus Išmatuojama ant paviršiaus, kurį reikia išbandyti.
Skaičiavimo formulė: Brinelio kietumo vertė yra koeficientas, gautas padalijus apkrovą iš įdubimo sferinio paviršiaus ploto.
Rokvelio kietumas (HR):
Taikymo apimtis: paprastai naudojama medžiagoms, turinčioms didesnį kietumą, pavyzdžiui, kietumas po terminio apdorojimo.
Testo principas: panašus į Brinell kietumą, tačiau naudojant skirtingus zondus (deimantą) ir skirtingus skaičiavimo metodus.
Tipai: Atsižvelgiant į taikymą, yra HRC (didelio kietumo medžiagoms), HRA, HRB ir kiti tipai.
Vickers kietumas (HV):
Taikymo apimtis: tinkama mikroskopo analizei.
Bandymo principas: Paspauskite medžiagos paviršių, kurių apkrova yra mažesnė nei 120 kg, o deimantinio kvadratinio kūgio įdubimas, kurio viršūnės kampas yra 136 °, ir padalinkite medžiagos įdubimo duobės paviršiaus plotą pagal apkrovos vertę, kad gautumėte „Vickers“ kietumo vertę.
Leeb kietumas (HL):
Funkcijos: nešiojamasis kietumo testeris, lengvai išmatuojamas.
Bandymo principas: naudokite smūgio rutulinio galvutės sugeneruotą atmetimą, kai paveiks kietumo paviršių, ir apskaičiuokite kietumą, atsižvelgiant į perforatoriaus atkovoto greičio santykį 1 mm nuo mėginio paviršiaus iki smūgio greičio.
Pašto laikas: 2012 m. Rugsėjo 25 d
