Test v ťahu pevnosti sa používa hlavne na určenie schopnosti kovových materiálov odolávať poškodeniu počas procesu napínania a je jedným z dôležitých ukazovateľov na vyhodnotenie mechanických vlastností materiálov.
1. Testovací test
Test v ťahu je založený na základných princípoch mechaniky materiálu. Aplikáciou zaťaženia v ťahu na vzorku materiálu za určitých podmienok spôsobuje deformáciu v ťahu, kým sa vzorka nezlomí. Počas testu sa zaznamenáva deformácia experimentálnej vzorky pri rôznych zaťaženiach a maximálne zaťaženie pri zaznamenávaní zlomení vzorky, aby sa vypočítala pevnosť výťažku, pevnosť v ťahu a ďalšie ukazovatele výkonnosti materiálu.
Napätie σ = f/a
σ je pevnosť v ťahu (MPA)
F je zaťaženie v ťahu (n)
A je prierezová plocha vzorky
2. TENISLE KRIKA
Analýza niekoľkých fáz procesu napínania:
a. V OP Stage s malým zaťažením je predĺženie v lineárnom vzťahu s zaťažením a FP je maximálne zaťaženie na udržanie priamky.
b. Po prekročení zaťaženia FP začne ťahová krivka mať nelineárny vzťah. Vzorka vstupuje do počiatočnej fázy deformácie a zaťaženie je odstránené a vzorka sa môže vrátiť do pôvodného stavu a elasticky deformovať.
c. Keď zaťaženie presiahne Fe, zaťaženie sa odstráni, obnoví sa časť deformácie a zachová sa časť zvyškovej deformácie, ktorá sa nazýva plastická deformácia. Fe sa nazýva elastický limit.
d. Keď sa záťaž ďalej zvyšuje, krivka ťahu ukazuje Sawtooth. Ak sa zaťaženie nezvyšuje alebo nezníži, jav kontinuálneho predĺženia experimentálnej vzorky sa nazýva výťažok. Po výnose sa vzorka začína podstúpiť zjavnú plastickú deformáciu.
e. Po výnose vzorka vykazuje zvýšenie rezistencie na deformáciu, tvrdenie práce a posilnenie deformácie. Keď záťaž dosiahne FB, rovnaká časť vzorky sa výrazne zmenšuje. FB je limit pevnosti.
f. Fenomén zmrašťovania vedie k zníženiu únosnej kapacity vzorky. Keď záťaž dosiahne FK, vzorka sa zlomí. Toto sa nazýva zaťaženie zlomeniny.
Výnosová sila
Pevnosť výťažku je maximálna hodnota napätia, ktorú kovový materiál vydrží od začiatku plastickej deformácie, aby dokončil zlomeninu, keď je vystavený vonkajšej sile. Táto hodnota označuje kritický bod, keď materiál prechádza z elastickej deformácie do štádia deformácie plastu.
Klasifikácia
Horná výťažková pevnosť: Vzťahuje sa na maximálne napätie vzorky skôr, ako sila klesne prvýkrát, keď dôjde k výnosu.
Nižšia pevnosť výťažku: Vzťahuje sa na minimálne napätie v štádiu výťažku, keď sa pôvodný prechodný účinok ignoruje. Pretože hodnota bodu nižšieho výťažku je relatívne stabilná, zvyčajne sa používa ako indikátor odporu materiálu, nazývaný bod výťažku alebo pevnosť výťažku.
Výpočtový vzorec
Pre hornú pevnosť výťažku: r = f / sₒ, kde f je maximálna sila predtým, ako sila klesne prvýkrát v štádiu výťažku, a Sₒ je pôvodná prierezová plocha vzorky.
Pre nižšiu pevnosť výťažku: r = f / sₒ, kde f je minimálna sila F ignorujúca počiatočný prechodný účinok a Sₒ je pôvodná prierezová plocha vzorky.
Jednotka
Jednotkou výnosovej pevnosti je zvyčajne MPa (megapascal) alebo N/mm² (Newton na štvorcový milimeter).
Príklad
Vezmite ako príklad nízku uhlíkovú oceľ, jej limit výnosu je zvyčajne 207 mPa. Ak je vystavená vonkajšej sile vyššej ako tento limit, nízka uhlíková oceľ bude produkovať trvalú deformáciu a nedá sa obnoviť; Ak je vystavená vonkajšej sile menšej ako tento limit, nízka uhlíková oceľ sa môže vrátiť do svojho pôvodného stavu.
Výťažková pevnosť je jedným z dôležitých ukazovateľov na vyhodnotenie mechanických vlastností kovových materiálov. Odráža schopnosť materiálov odolávať plastickej deformácii, keď sú vystavené vonkajším silám.
Pevnosť v ťahu
Pevnosť v ťahu je schopnosť materiálu odolávať poškodeniu pri zaťažení v ťahu, ktorá sa špecificky vyjadruje ako maximálna hodnota napätia, ktorú materiál môže vydržať počas ťahového procesu. Keď napätie v ťahu na materiáli prekročí svoju pevnosť v ťahu, materiál prejde plastickou deformáciou alebo zlomeninou.
Výpočtový vzorec
Výpočtový vzorec pre pevnosť v ťahu (σt) je:
σt = f / a
Kde F je maximálna ťahová sila (Newton, n), ktorú vzorka vydrží pred zlomením, a A je pôvodná prierezová plocha vzorky (štvorcový milimeter, mm²).
Jednotka
Jednotkou pevnosti v ťahu je zvyčajne MPA (megapascal) alebo N/mm² (Newton na milimeter štvorca). 1 MPa sa rovná 1 000 000 newtonov na meter štvorcový, čo sa tiež rovná 1 N/mm².
Ovplyvňujúce faktory
Pevnosť v ťahu je ovplyvnená mnohými faktormi, vrátane chemického zloženia, mikroštruktúry, procesu tepelného spracovania, metódy spracovania atď. Rôzne materiály majú rôzne pevnosti v ťahu, takže v praktických aplikáciách je potrebné zvoliť vhodné materiály na základe mechanických vlastností vlastností v oblasti mechanických vlastností materiály.
Praktická aplikácia
Pevnosť v ťahu je veľmi dôležitým parametrom v oblasti materiálovej vedy a inžinierstva a často sa používa na vyhodnotenie mechanických vlastností materiálov. Pokiaľ ide o štrukturálny návrh, výber materiálu, hodnotenie bezpečnosti atď., Je potrebné zvážiť faktor. Napríklad v stavebnom inžinierstve je pevnosť v ťahu ocele dôležitým faktorom pri určovaní, či vydrží zaťaženie; V oblasti letectva je ťahová pevnosť ľahkých a vysoko pevných materiálov kľúčom k zabezpečeniu bezpečnosti lietadiel.
Únava Sila:
Kovová únava sa vzťahuje na proces, v ktorom materiály a komponenty postupne spôsobujú lokálne trvalé kumulatívne poškodenie na jednom alebo niekoľkých miestach pod cyklickým stresom alebo cyklickým napätím, a po určitom počte cyklov sa vyskytujú praskliny alebo náhle úplné zlomeniny.
Funkcie
Náhla v čase: Zlyhanie únavy kovu sa často vyskytuje náhle v krátkom časovom období bez zjavných príznakov.
Lokalita v polohe: Zlyhanie únavy sa zvyčajne vyskytuje v miestnych oblastiach, kde sa koncentruje stres.
Citlivosť na životné prostredie a defekty: únava kovu je veľmi citlivá na prostredie a malé defekty vo vnútri materiálu, ktoré môžu urýchliť proces únavy.
Ovplyvňujúce faktory
Amplitúda napätia: veľkosť stresu priamo ovplyvňuje únavovú životnosť kovu.
Priemerná veľkosť napätia: Čím väčšie je priemerné napätie, tým kratšia je únavová životnosť kovu.
Počet cyklov: Čím viac je kov pod cyklickým napätím alebo napätím, tým závažnejšie je akumulácia poškodenia únavy.
Preventívne opatrenia
Optimalizujte výber materiálu: Vyberte materiály s vyššími únavovými limitmi.
Zníženie koncentrácie napätia: Znížte koncentráciu stresu prostredníctvom štrukturálneho návrhu alebo metód spracovania, ako je napríklad použitie zaokrúhlených rohových prechodov, zvyšovanie rozmerov prierezov atď.
Povrchové spracovanie: leštenie, postrek atď. Na povrch kovu, aby sa znížilo defekty povrchu a zlepšili pevnosť únavy.
Inšpekcia a údržba: Pravidelne kontrolujte kovové komponenty, aby ste okamžite zistili a opravili defekty, ako sú praskliny; Udržujte časti náchylné na únavu, ako napríklad výmena opotrebovaných častí a posilňovanie slabých spojení.
Kovová únava je bežný režim zlyhania kovov, ktorý sa vyznačuje náhlou, lokalitou a citlivosťou na životné prostredie. Amplitúda napätia, priemerná veľkosť napätia a počet cyklov sú hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi únavu kovu.
Krivka SN: Opisuje únavovú životnosť materiálov pri rôznych úrovniach stresu, kde S predstavuje stres a N predstavuje počet stresových cyklov.
Vzorec koeficientu únavy:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Kde (KA) je faktor zaťaženia, (KB) je faktor veľkosti, (KC) je teplotný faktor, (KD) je faktor kvality povrchu a (KE) je faktor spoľahlivosti.
SN krivka matematického výrazu:
(\ sigma^m n = c)
Kde (\ sigma) je stres, n je počet stresových cyklov a M a C sú materiálne konštanty.
Výpočtové kroky
Určiť materiálne konštanty:
Stanovte hodnoty M a C prostredníctvom experimentov alebo odkazom na relevantnú literatúru.
Určite faktor koncentrácie napätia: Zvážte skutočný tvar a veľkosť časti, ako aj koncentráciu napätia spôsobenú filé, klávesy atď., Aby ste určili faktor koncentrácie napätia K. Vypočítajte pevnosť únavy: Podľa krivky SN a stresu a stresu Faktor koncentrácie v kombinácii s konštrukčnou životnosťou a úrovňou pracovného stresu časti vypočítava pevnosť únavy.
2. Plasticita:
Plasticita sa vzťahuje na vlastnosť materiálu, ktorý, keď je vystavený vonkajšej sile, vytvára trvalú deformáciu bez toho, aby sa rozbila, keď vonkajšia sila presahuje jej elastický limit. Táto deformácia je nezvratná a materiál sa nevráti do pôvodného tvaru, aj keď je vonkajšia sila odstránená.
Index plasticity a jeho výpis z výpočtu
Predĺženie (δ)
Definícia: Predĺženie je percento celkovej deformácie sekcie rozchodu po zlomení vzorky v ťahu na pôvodnú dĺžku rozchodu.
Vzorec: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Kde L0 je pôvodná dĺžka rozchodu vzorky;
L1 je dĺžka rozchodu po zlomení vzorky.
Segmentálna redukcia (ψ)
Definícia: Segmentálne zníženie je percento maximálneho zníženia oblasti prierezu v bode krku po zlomení vzorky do pôvodnej oblasti prierezu.
Vzorec: ψ = (f0 - f1) / f0 × 100%
Kde F0 je pôvodná prierezová plocha vzorky;
F1 je prierezová plocha v bode krku po zlomení vzorky.
3. Tvrdosť
Kovová tvrdosť je index mechanických vlastností na meranie tvrdosti kovových materiálov. Označuje schopnosť odolávať deformácii v lokálnom objeme na povrchu kovu.
Klasifikácia a reprezentácia kovovej tvrdosti
Kovová tvrdosť má rôzne metódy klasifikácie a reprezentácie podľa rôznych testovacích metód. Zahŕňajú hlavne nasledujúce:
Brinell Tvrdosť (HB):
Rozsah aplikácie: Všeobecne sa používa, keď je materiál mäkší, ako sú neželezné kovy, oceľ pred tepelným ošetrením alebo po žíhaní.
Princíp testu: Pri určitej veľkosti testovacieho zaťaženia sa na testovanie povrchu kovu stlačí tvrdená oceľová guľa alebo karbidový guľ na povrchu sa meria.
Vzorec výpočtu: Hodnota tvrdosti Brinell je kvocient získaný vydelením zaťaženia sférickou povrchovou plochou odsadenia.
Rockwell Tvrdosť (HR):
Rozsah aplikácie: Všeobecne sa používa na materiály s vyššou tvrdosťou, ako je tvrdosť po tepelnom spracovaní.
Princíp testu: Podobne ako tvrdosť Brinell, ale pomocou rôznych sond (diamant) a rôznych metód výpočtu.
Typy: V závislosti od aplikácie existujú HRC (pre materiály s vysokou tvrdosťou), HRA, HRB a ďalšie typy.
Tvrdosť Vickers (HV):
Rozsah aplikácie: Vhodný na analýzu mikroskopu.
Princíp testu: Stlačte povrch materiálu s zaťažením menším ako 120 kg a zadkom diamantového štvorcového kužeľa s vrcholovým uhlom 136 ° a rozdeľte plochu povrchovej vrstvy materiálovej priepasti hodnotou zaťaženia, aby ste získali hodnotu tvrdosti Vickers.
Leeb Tvrdosť (HL):
Funkcie: Prenosný tester tvrdosti, ľahko sa zmerajte.
Princíp testu: Použite odrazy generované nárazovou guľovou hlavou po náraze na povrch tvrdosti a vypočítajte tvrdosť pomerom odrazovej rýchlosti úderu pri 1 mm od povrchu vzorky k rýchlosti nárazu.
Čas príspevku: 25. september-2024
