La streĉa provo de forto estas ĉefe uzata por determini la kapablon de metalaj materialoj rezisti damaĝon dum la streĉado, kaj estas unu el la gravaj indikiloj por taksi la mekanikajn ecojn de materialoj.
1. Streĉa provo
La streĉa provo baziĝas sur la bazaj principoj de materiala mekaniko. Aplikante streĉan ŝarĝon al la materiala provaĵo sub certaj kondiĉoj, ĝi kaŭzas tirstreĉan deformadon ĝis la provaĵo krevas. Dum la provo, la deformado de la eksperimenta specimeno sub malsamaj ŝarĝoj kaj la maksimuma ŝarĝo kiam la specimeno rompas estas registrita, por kalkuli la rendimento forto, tirstreĉo forto kaj aliaj agado indikiloj de la materialo.
Streso σ = F/A
σ estas la tirrezisto (MPa)
F estas la streĉa ŝarĝo (N)
A estas la sekca areo de la specimeno
2. Streĉa kurbo
Analizo de pluraj etapoj de la streĉado:
a. En la OP-stadio kun malgranda ŝarĝo, la plilongigo estas en linia rilato kun la ŝarĝo, kaj Fp estas la maksimuma ŝarĝo por konservi la rektan linion.
b. Post kiam la ŝarĝo superas Fp, la tirstreĉa kurbo komencas preni ne-linian rilaton. La specimeno eniras la komencan deforman stadion, kaj la ŝarĝo estas forigita, kaj la specimeno povas reveni al sia origina stato kaj elaste deformiĝi.
c. Post kiam la ŝarĝo superas Fe, la ŝarĝo estas forigita, parto de la deformado estas restarigita, kaj parto de la resta deformado estas retenita, kiu nomiĝas plasta deformado. Fe estas nomata elasta limo.
d. Kiam la ŝarĝo pliiĝas, la streĉa kurbo montras segildenton. Kiam la ŝarĝo ne pliiĝas aŭ malpliiĝas, la fenomeno de kontinua plilongigo de la eksperimenta specimeno nomiĝas cedo. Post cedado, la provaĵo komencas sperti evidentan plastan deformadon.
e. Post cedado, la specimeno montras pliiĝon en deforma rezisto, labormalmoliĝo kaj deformado-fortigo. Kiam la ŝarĝo atingas Fb, la sama parto de la specimeno akre ŝrumpas. Fb estas la fortolimo.
f. La ŝrumpa fenomeno kondukas al malkresko de la portanta kapacito de la specimeno. Kiam la ŝarĝo atingas Fk, la specimeno rompas. Ĉi tio estas nomita la fraktura ŝarĝo.
Rendimento-Forto
Rendigforto estas la maksimuma stresvaloro kiun metala materialo povas elteni de la komenco de plasta deformado ĝis kompleta frakturo kiam submetita al ekstera forto. Ĉi tiu valoro markas la kritikan punkton kie la materialo transiras de la elasta deforma stadio al la plasta deforma stadio.
Klasifiko
Supra rendimento-forto: rilatas al la maksimuma streso de la provaĵo antaŭ ol la forto falas por la unua fojo kiam cedo okazas.
Pli malalta rendimentforto: rilatas al la minimuma streso en la rendimentstadio kiam la komenca pasema efiko estas ignorita. Ĉar la valoro de la pli malalta rendimentopunkto estas relative stabila, ĝi estas kutime utiligita kiel indikilo de materiala rezisto, nomita rendimentopunkto aŭ rendimentorezisto.
Kalkula formulo
Por supra rendimentoforto: R = F / Sₒ, kie F estas la maksimuma forto antaŭ ol la forto falas por la unua fojo en la rendimentstadio, kaj Sₒ estas la origina sekca areo de la provaĵo.
Por pli malalta cedebleco: R = F / Sₒ, kie F estas la minimuma forto F ignorante la komencan paseman efikon, kaj Sₒ estas la origina sekca areo de la provaĵo.
Unuo
La unuo de cedebleco estas kutime MPa (megapaskalo) aŭ N/mm² (Neŭtono je kvadrata milimetro).
Ekzemplo
Prenu malaltan karbonŝtalon kiel ekzemplon, ĝia rendimenta limo estas kutime 207MPa. Kiam submetita al ekstera forto pli granda ol ĉi tiu limo, malalta karbona ŝtalo produktos konstantan deformadon kaj ne povas esti restarigita; kiam submetita al ekstera forto malpli ol tiu limo, malaltkarbona ŝtalo povas reveni al sia origina stato.
Rendimento-forto estas unu el la gravaj indikiloj por taksi la mekanikajn ecojn de metalaj materialoj. Ĝi reflektas la kapablon de materialoj rezisti plastan deformadon kiam submetitaj al eksteraj fortoj.
Streĉa forto
Tirezo estas la kapablo de materialo por rezisti difekton sub streĉa ŝarĝo, kiu estas specife esprimita kiel la maksimuma streĉa valoro, kiun la materialo povas elteni dum la streĉa procezo. Kiam la tirstreĉo sur la materialo superas ĝian tirstreĉon, la materialo suferos plastan deformadon aŭ frakturon.
Kalkula formulo
La kalkulformulo por tirstreĉo (σt) estas:
σt = F/A
Kie F estas la maksimuma tirforto (Neŭtono, N) kiun la specimeno povas elteni antaŭ krevado, kaj A estas la origina sekca areo de la specimeno (kvadrata milimetro, mm²).
Unuo
La unuo de tirstreĉo estas kutime MPa (megapaskalo) aŭ N/mm² (Neŭtono je kvadrata milimetro). 1 MPa estas egala al 1,000,000 Neŭtonoj je kvadrata metro, kio ankaŭ estas egala al 1 N/mm².
Influaj faktoroj
Streĉa forto estas tuŝita de multaj faktoroj, inkluzive de la kemia komponado, mikrostrukturo, varma traktado procezo, pretiga metodo, ktp. Malsamaj materialoj havas malsamajn tirfortojn, do en praktikaj aplikoj, necesas elekti taŭgajn materialojn surbaze de la mekanikaj propraĵoj de la. materialoj.
Praktika aplikado
Tirezo estas tre grava parametro en la kampo de materiala scienco kaj inĝenierado, kaj ofte estas uzata por taksi la mekanikajn ecojn de materialoj. Koncerne strukturan dezajnon, materialan elekton, sekurecan taksadon ktp., tirstreĉa forto estas faktoro, kiun oni devas konsideri. Ekzemple, en konstruinĝenieristiko, la tirstreĉo-rezisto de ŝtalo estas grava faktoro por determini ĉu ĝi povas elteni ŝarĝojn; en la kampo de aerospaco, la streĉa forto de malpezaj kaj alt-fortaj materialoj estas la ŝlosilo por certigi la sekurecon de aviadiloj.
Forto de laceco:
Metala laceco rilatas al la procezo en kiu materialoj kaj komponantoj iom post iom produktas lokan konstantan akumulan damaĝon en unu aŭ pluraj lokoj sub cikla streso aŭ cikla streĉiĝo, kaj fendoj aŭ subitaj kompletaj frakturoj okazas post certa nombro da cikloj.
Karakterizaĵoj
Subiteco en tempo: Metala laceca fiasko ofte okazas subite en mallonga tempo sen evidentaj signoj.
Loko en pozicio: Lacecmalsukceso kutime okazas en lokaj lokoj kie streso estas koncentrita.
Sentemo al medio kaj difektoj: Metala laceco estas tre sentema al la medio kaj etaj difektoj ene de la materialo, kiuj povas akceli la lacprocezon.
Influaj faktoroj
Streso-amplitudo: La grandeco de streso rekte influas la lacvivon de la metalo.
Meza streĉiĝogrando: Ju pli granda la meza streĉo, des pli mallonga la laciĝovivo de la metalo.
Nombro da cikloj: Ju pli da fojoj la metalo estas sub cikla streso aŭ streĉiĝo, des pli grava la amasiĝo de laceca damaĝo.
Preventaj mezuroj
Optimumigu materialan elekton: Elektu materialojn kun pli altaj lacecaj limoj.
Redukti streskoncentriĝon: Redukti streskoncentriĝon per struktura dezajno aŭ pretigaj metodoj, kiel ekzemple uzado de rondigitaj angulaj transiroj, pliigado de sekcaj dimensioj ktp.
Surfaca traktado: Polurado, ŝprucado ktp sur la metala surfaco por redukti surfacajn difektojn kaj plibonigi lacecon.
Inspektado kaj prizorgado: Regule inspektu metalajn komponantojn por rapide detekti kaj ripari difektojn kiel fendetojn; konservi partojn inklinajn al laceco, kiel anstataŭi eluzitajn partojn kaj plifortigi malfortajn ligojn.
Metala laceco estas ofta metala fiasko reĝimo, kiu estas karakterizita per subiteco, loko kaj sentemo al la medio. Stresa amplitudo, meza streĉa grandeco kaj nombro da cikloj estas la ĉefaj faktoroj influantaj metalan lacecon.
SN-kurbo: priskribas la lacvivon de materialoj sub malsamaj stresniveloj, kie S reprezentas streson kaj N reprezentas la nombron da strescikloj.
Formulo de lacforta koeficiento:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Kie (Ka) estas la ŝarĝfaktoro, (Kb) estas la grandecfaktoro, (Kc) estas la temperaturfaktoro, (Kd) estas la surfackvalita faktoro, kaj (Ke) estas la fidindecfaktoro.
SN-kurba matematika esprimo:
(\sigma^m N = C)
Kie (\sigma) estas streso, N estas la nombro da strescikloj, kaj m kaj C estas materialaj konstantoj.
Kalkulaj paŝoj
Determinu la materialajn konstantojn:
Determini la valorojn de m kaj C per eksperimentoj aŭ per referenco al koncerna literaturo.
Determini la streskoncentriĝofaktoron: Konsideru la realan formon kaj grandecon de la parto, same kiel la streskoncentriĝon kaŭzitan de fileoj, ŝlosilvojoj, ktp., por determini la streĉan koncentriĝofaktoron K. Kalkuli lacecforton: Laŭ la SN-kurbo kaj streso koncentriĝo-faktoro, kombinita kun la desegna vivo kaj laborstreso-nivelo de la parto, kalkulas la lacecforton.
2. Plastikeco:
Plastikeco rilatas al la posedaĵo de materialo kiu, kiam submetita al ekstera forto, produktas permanentan deformadon sen rompiĝi kiam la ekstera forto superas sian elastan limon. Ĉi tiu deformado estas nemaligebla, kaj la materialo ne revenos al sia origina formo eĉ se la ekstera forto estas forigita.
Indekso de plastikeco kaj ĝia kalkulformulo
Plilongigo (δ)
Difino: Plilongigo estas la procento de la totala deformado de la mezurilsekcio post kiam la specimeno estas streĉe rompita al la origina mezurlongo.
Formulo: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Kie L0 estas la origina mezurlongo de la specimeno;
L1 estas la mezurillongo post kiam la specimeno estas rompita.
Segmenta redukto (Ψ)
Difino: La segmenta redukto estas la procento de la maksimuma redukto en la trans-sekca areo ĉe la kolpunkto post kiam la specimeno estas rompita al la origina trans-sekca areo.
Formulo: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Kie F0 estas la origina sekca areo de la specimeno;
F1 estas la sekca areo ĉe la kolpunkto post kiam la specimeno estas rompita.
3. Malmoleco
Metala malmoleco estas indekso de mekanika proprieto por mezuri la malmolecon de metalaj materialoj. Ĝi indikas la kapablon rezisti deformadon en la loka volumeno sur la metalsurfaco.
Klasifiko kaj reprezentado de metala malmoleco
Metala malmoleco havas diversajn klasifikajn kaj reprezentajn metodojn laŭ malsamaj testaj metodoj. Ĉefe inkluzivas la jenajn:
Brinell-malmoleco (HB):
Amplekso de aplikaĵo: Ĝenerale uzata kiam la materialo estas pli mola, kiel neferaj metaloj, ŝtalo antaŭ varmega traktado aŭ post recocido.
Testprincipo: Kun certa grandeco de testa ŝarĝo, hardita ŝtala pilko aŭ karbura pilko de certa diametro estas premita en la surfacon de la testota metalo, kaj la ŝarĝo estas malŝarĝita post difinita tempo, kaj la diametro de la indentaĵo. sur la surfaco por esti testita estas mezurita.
Kalkula formulo: La Brinell-malmolecvaloro estas la kvociento akirita dividante la ŝarĝon per la sfera surfacareo de la indentaĵo.
Rockwell-malmoleco (HR):
Amplekso de apliko: Ĝenerale uzata por materialoj kun pli alta malmoleco, kiel malmoleco post varma traktado.
Testprincipo: Simila al Brinell-malmoleco, sed uzante malsamajn sondilojn (diamanto) kaj malsamajn kalkulmetodojn.
Tipoj: Depende de la apliko, ekzistas HRC (por altaj malmolecaj materialoj), HRA, HRB kaj aliaj tipoj.
Vickers-malmoleco (HV):
Amplekso de apliko: Taŭga por mikroskopa analizo.
Testprincipo: Premu la materialan surfacon kun ŝarĝo malpli ol 120kg kaj diamanta kvadrata konusa indentilo kun vertica angulo de 136°, kaj dividu la surfacareon de la materiala indentfosaĵo per la ŝarĝvaloro por akiri la Vickers-malmolecon.
Leeb-malmoleco (HL):
Karakterizaĵoj: Portebla malmoleco-testilo, facile mezurebla.
Testprincipo: Uzu la resalton generitan de la trafa pilkkapo post trafado de la malmoleca surfaco, kaj kalkulu la malmolecon per la proporcio de la resaltrapideco de la punĉo je 1mm de la specimena surfaco al la trafa rapideco.
Afiŝtempo: Sep-25-2024
