La streĉa testo de forto estas uzata ĉefe por determini la kapablon de metalaj materialoj rezisti damaĝon dum la streĉa procezo, kaj estas unu el la gravaj indikiloj por taksi la mekanikajn proprietojn de materialoj.
1. Tensila testo
La streĉa testo baziĝas sur la bazaj principoj de materiala mekaniko. Per aplikado de streĉa ŝarĝo al la materiala specimeno sub certaj kondiĉoj, ĝi kaŭzas streĉan deformadon ĝis la specimeno rompiĝas. Dum la testo, la deformado de la eksperimenta specimeno sub malsamaj ŝarĝoj kaj la maksimuma ŝarĝo kiam la specimenoj estas registritaj, por kalkuli la rendimentan forton, streĉan forton kaj aliajn rendimentajn indikilojn de la materialo.
Streĉo σ = f/a
σ estas la streĉa forto (MPA)
F estas la streĉa ŝarĝo (n)
A estas la transversa areo de la specimeno
2. Tensila kurbo
Analizo de pluraj stadioj de la streĉa procezo:
a. En la OP -stadio kun malgranda ŝarĝo, la plilongigo estas en lineara rilato kun la ŝarĝo, kaj FP estas la maksimuma ŝarĝo por konservi la rektan linion.
b. Post kiam la ŝarĝo superas FP, la streĉa kurbo komencas preni ne-linian rilaton. La specimeno eniras la komencan deformadan stadion, kaj la ŝarĝo estas forigita, kaj la specimeno povas reveni al sia originala 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 postrestanta deformado estas konservita, kiu estas nomata plasta deformado. FE estas nomata la elasta limo.
d. Kiam la ŝarĝo pliiĝas plu, la streĉa kurbo montras Sawtooth. Kiam la ŝarĝo ne pliiĝas aŭ malpliiĝas, la fenomeno de kontinua plilongigo de la eksperimenta specimeno nomiĝas cedado. Post cedado, la specimeno komencas suferi evidentan plastan deformadon.
e. Post cedado, la specimeno montras kreskon de deformado -rezisto, laborado de hardado kaj deformado. Kiam la ŝarĝo atingas FB, la sama parto de la specimeno malpliiĝas akre. FB estas la forto -limo.
f. La ŝrumpanta fenomeno kondukas al malpliigo de la portanta kapablo de la specimeno. Kiam la ŝarĝo atingas FK, la specimeno rompiĝas. Ĉi tio nomiĝas la fraktura ŝarĝo.
Produkti forton
Produkta forto estas la maksimuma streĉa valoro, kiun metala materialo povas rezisti de la komenco de plasta deformado por kompletigi frakturon kiam submetita al ekstera forto. Ĉi tiu valoro markas la kritikan punkton, kie la materialo transiras de la elasta deformada stadio al la plasta deformada stadio.
Klasifiko
Supra rendimenta forto: rilatas al la maksimuma streĉo de la specimeno antaŭ ol la forto falas por la unua fojo, kiam okazas rendimento.
Pli malalta rendimenta forto: rilatas al la minimuma streĉo en la rendimenta stadio kiam la komenca transira efiko estas ignorita. Ĉar la valoro de la malsupra rendimenta punkto estas relative stabila, ĝi estas kutime uzata kiel indikilo de materiala rezisto, nomata rendimenta punkto aŭ rendimenta forto.
Kalkula formulo
Por supra rendimenta forto: r = f / sₒ, kie f estas la maksimuma forto antaŭ ol la forto falas por la unua fojo en la rendimenta stadio, kaj Sₒ estas la originala transversa areo de la specimeno.
Por pli malalta rendimenta forto: r = f / sₒ, kie f estas la minimuma forto f ignoranta la komencan transigan efikon, kaj Sₒ estas la originala transversa areo de la specimeno.
Unuo
La unuo de rendimenta forto estas kutime MPA (megapascal) aŭ N/mm² (Newton po kvadrata milimetro).
Ekzemplo
Prenu malaltan karbonan ŝtalon kiel ekzemplon, ĝia rendimenta limo estas kutime 207MPA. Se submetita al ekstera forto pli granda ol ĉi tiu limo, malalta karbona ŝtalo produktos permanentan deformadon kaj ne povas esti restarigita; Se submetita al ekstera forto malpli ol ĉi tiu limo, malalta karbona ŝtalo povas reveni al sia originala stato.
Enspeza forto estas unu el la gravaj indikiloj por taksi la mekanikajn proprietojn de metalaj materialoj. Ĝi reflektas la kapablon de materialoj rezisti plastan deformadon kiam submetita al eksteraj fortoj.
Tensila forto
Tensila forto estas la kapablo de materialo rezisti damaĝon sub streĉa ŝarĝo, kiu estas specife esprimita kiel la maksimuma streĉa valoro, kiun la materialo povas rezisti dum la streĉa procezo. Kiam la streĉa streĉo sur la materialo superas sian streĉan forton, la materialo spertos plastan deformadon aŭ frakturon.
Kalkula formulo
La kalkula formulo por streĉa forto (σt) estas:
σt = f / a
Kie F estas la maksimuma streĉa forto (Newton, N), kiun la specimeno povas rezisti antaŭ ol rompiĝi, kaj A estas la originala transversa areo de la specimeno (kvadrata milimetro, mm²).
Unuo
La unuo de streĉa forto estas kutime MPA (megapascal) aŭ N/mm² (Newton po kvadrata milimetro). 1 MPa egalas al 1,000,000 newtonoj por kvadrata metro, kiu ankaŭ egalas al 1 N/mm².
Influantaj faktoroj
Tensila forto estas tuŝita de multaj faktoroj, inkluzive de la kemia kunmetaĵo, mikrostrukturo, varmotraktado, prilaborado, ktp. Malsamaj materialoj havas malsamajn tensilajn fortojn, do en praktikaj aplikoj necesas elekti taŭgajn materialojn bazitajn sur la mekanikaj proprietoj de la Materialoj.
Praktika Apliko
Tensila forto estas tre grava parametro en la kampo de materiala scienco kaj inĝenierado, kaj ofte estas uzata por taksi la mekanikajn proprietojn de materialoj. Koncerne strukturan dezajnon, materialan selektadon, sekurecan taksadon, ktp., Tensila forto estas faktoro, kiun oni devas konsideri. Ekzemple, en konstruinĝenierado, la streĉa forto de ŝtalo estas grava faktoro por determini ĉu ĝi povas rezisti ŝarĝojn; En la kampo de aerspaco, la streĉa forto de malpezaj kaj alt-fortaj materialoj estas la ŝlosilo por certigi la sekurecon de aviadiloj.
Laciĝa forto:
Metala laceco rilatas al la procezo, en kiu materialoj kaj komponentoj iom post iom produktas lokan permanentan akumulan damaĝon en unu aŭ pluraj lokoj sub cikla streso aŭ cikla streĉo, kaj fendoj aŭ subitaj kompletaj frakturoj okazas post certa nombro da cikloj.
Trajtoj
Subite en la tempo: Metala fatiga fiasko ofte okazas subite en mallonga periodo sen evidentaj signoj.
Loko en pozicio: Fatiga fiasko kutime okazas en lokaj regionoj, kie koncentriĝas streĉo.
Sentemo al Medio kaj Difektoj: Metala laceco estas tre sentema al la medio kaj etaj difektoj en la materialo, kiu eble akcelos la fatigan procezon.
Influantaj faktoroj
Stresa amplekso: La grando de streso rekte influas la fatigan vivon de la metalo.
Averaĝa streĉa grando: Ju pli granda estas la averaĝa streso, des pli mallonga la fatiga vivo de la metalo.
Nombro de cikloj: Ju pli da fojoj la metalo estas sub cikla streĉo aŭ streĉo, des pli grava estas la amasiĝo de fatiga damaĝo.
Preventaj mezuroj
Optimumigi materialon -elekton: Elektu materialojn kun pli altaj fatigaj limoj.
Redukti streĉan koncentriĝon: Redukti streĉan koncentriĝon per strukturaj projektoj aŭ pretigaj metodoj, kiel uzi rondajn angulajn transirojn, pliigi transversajn dimensiojn, ktp.
Surfaca Traktado: Polurado, ŝprucado, ktp sur la metala surfaco por redukti surfacajn difektojn kaj plibonigi lacecan forton.
Inspektado kaj bontenado: Regule inspektu metalajn komponentojn por senprokraste detekti kaj ripari difektojn kiel fendoj; Konservu partojn inklinajn al laceco, kiel anstataŭigi eluzitajn partojn kaj plifortigi malfortajn ligojn.
Metala laceco estas ofta metala fiaska reĝimo, kiu estas karakterizata de subite, loko kaj sentiveco al la medio. Stresa amplekso, averaĝa streĉa grando kaj nombro de cikloj estas la ĉefaj faktoroj influantaj metalan lacecon.
SN -kurbo: priskribas la fatigan vivon de materialoj sub malsamaj streĉaj niveloj, kie S reprezentas streĉon kaj N reprezentas la nombron de streĉaj cikloj.
Fatiga forto -koeficienta formulo:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Kie (KA) estas la ŝarĝa faktoro, (KB) estas la grandeco -faktoro, (KC) estas la temperaturfaktoro, (KD) estas la surfackvalita faktoro, kaj (KE) estas la fidinda faktoro.
SN -kurba matematika esprimo:
(\ Sigma^m n = c)
Kie (\ Sigma) estas streĉo, n estas la nombro de streĉaj cikloj, kaj M kaj C estas materiaj konstantoj.
Kalkulaj Paŝoj
Determinu la materialajn konstantojn:
Determinu la valorojn de m kaj c per eksperimentoj aŭ aludante al koncernaj literaturoj.
Determinu la streĉan koncentriĝan faktoron: Pripensu la efektivan formon kaj grandecon de la parto, same kiel la streĉan koncentriĝon kaŭzitan de fileoj, ŝlosiloj, ktp., Por determini la streĉan koncentriĝan faktoron K. Kalkulu lacecan forton: laŭ la SN -kurbo kaj streĉo Koncentra faktoro, kombinita kun la projekta vivo kaj laboranta streĉa nivelo de la parto, kalkulu la fatigan forton.
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 neinversigebla, kaj la materialo ne revenos al sia originala formo eĉ se la ekstera forto estas forigita.
Plasta indekso kaj ĝia kalkula formulo
Plilongigo (δ)
Difino: Plilongigo estas la procento de la totala deformado de la mezurila sekcio post kiam la specimeno estas streĉa frakturita al la originala mezurilo.
Formulo: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Kie L0 estas la originala mezurilo de la specimeno;
L1 estas la mezurila longo post kiam la specimeno rompiĝas.
Segmenta redukto (ψ)
Difino: La segmenta redukto estas la procento de la maksimuma redukto de la transversa areo ĉe la kolora punkto post kiam la specimeno estas rompita al la originala transversa areo.
Formulo: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Kie F0 estas la originala transversa areo de la specimeno;
F1 estas la transversa areo ĉe la kolora punkto post kiam la specimeno estas rompita.
3. Malfacileco
Metala malmoleco estas mekanika proprieta indekso por mezuri la malmolecon de metalaj materialoj. Ĝi indikas la kapablon rezisti deformadon en la loka volumo sur la metala surfaco.
Klasifiko kaj reprezentado de metala malmoleco
Metala malmoleco havas diversajn klasifikojn kaj reprezentajn metodojn laŭ malsamaj testaj metodoj. Ĉefe inkluzivas jenon:
Brinell Hardness (HB):
Amplekso de apliko: Ĝenerale uzata kiam la materialo estas pli milda, kiel ne-feraj metaloj, ŝtalo antaŭ varmotraktado aŭ post la tondado.
Test -principo: Kun certa grandeco de prova ŝarĝo, hardita ŝtala pilko aŭ karbura pilko de certa diametro estas premita en la surfacon de la metalo por esti testita, kaj la ŝarĝo estas malŝarĝita post specifita tempo, kaj la diametro de la indentigo sur la surfaco testita estas mezurita.
Kalkula formulo: La brinell -malmoleco -valoro estas la kvociento akirita dividante la ŝarĝon per la sfera surfaco de la indentado.
Rockwell Hardness (HR):
Amplekso de apliko: ĝenerale uzata por materialoj kun pli alta malmoleco, kiel malmoleco post varmotraktado.
Test -principo: Simila al Brinell -malmoleco, sed uzante malsamajn sondojn (diamantajn) kaj malsamajn kalkulajn metodojn.
Tipoj: Depende de la apliko, ekzistas HRC (por altaj malmolaj materialoj), HRA, HRB kaj aliaj tipoj.
Vickers Hardness (HV):
Amplekso de Apliko: Taŭga por Mikroskopa Analizo.
Test -principo: Premu la materialan surfacon kun ŝarĝo de malpli ol 120kg kaj diamanta kvadrata konusa indentilo kun vertica angulo de 136 °, kaj dividu la surfacan areon de la materiala indentiga kavo per la ŝarĝa valoro por akiri la valoron de Vickers.
Leeb Hardness (HL):
Karakterizaĵoj: Portebla malmoleco -testilo, facile mezurebla.
Test -principo: Uzu la resalton generitan de la efika pilka kapo post trafo de la malmoleco, kaj kalkulu la malmolecon per la rilatumo de la resalta rapideco de la punĉo je 1mm de la specimena surfaco ĝis la efika rapideco.
Afiŝotempo: Sep-25-2024
