Выпрабаванне трываласці ў асноўным выкарыстоўваецца для вызначэння здольнасці металічных матэрыялаў супрацьстаяць пашкоджанню падчас працэсу расцяжэння і з'яўляецца адным з важных паказчыкаў ацэнкі механічных уласцівасцей матэрыялаў.
1. Тэст на расцяжэнне
Тэст на расцяжэнне заснаваны на асноўных прынцыпах матэрыяльнай механікі. Пры ўжыванні пры расцяжэнні да ўзору матэрыялу пры пэўных умовах гэта выклікае дэфармацыю пры расцяжэнні, пакуль узор не прарвецца. Падчас тэсту дэфармацыя эксперыментальнага ўзору пры розных нагрузках і максімальная нагрузка, калі запісваюцца разрывы ўзору, каб разлічыць трываласць выхаду, трываласць пры расцяжэнні і іншыя паказчыкі прадукцыйнасці матэрыялу.
Стрэс σ = f/a
σ - трываласць на расцяжэнне (МПА)
F - гэта нагрузка на расцяжэнне (N)
A-гэта плошча папярочнага перасеку ўзору
2. Крывая расцяжэння
Аналіз некалькіх этапаў працэсу расцяжэння:
a. На этапе OP з невялікай нагрузкай падаўжэнне знаходзіцца ў лінейнай залежнасці з нагрузкай, а FP - максімальная нагрузка для падтрымання прамой лініі.
нар. Пасля нагрузкі перавышае FP, крывая расцяжэння пачынае прымаць нелінейныя адносіны. Узор трапляе ў пачатковую стадыю дэфармацыі, і нагрузка выдаляецца, і ўзор можа вярнуцца да свайго першапачатковага стану і эластычна дэфармаваць.
c. Пасля таго, як нагрузка перавышае Fe, нагрузка выдаляецца, частка дэфармацыі аднаўляецца, а частка рэшткавай дэфармацыі захоўваецца, што называецца пластычнай дэфармацыяй. FE называецца эластычнай мяжой.
в. Калі нагрузка павялічваецца далей, крывая расцяжэння паказвае пілавіну. Калі нагрузка не павялічваецца і не памяншаецца, з'ява пастаяннага падаўжэння эксперыментальнага ўзору называецца ўраджайнасць. Пасля выхаду ўзор пачынае праходзіць відавочную пластыкавую дэфармацыю.
е. Пасля выхаду ўзор паказвае павелічэнне ўстойлівасці да дэфармацыі, загартоўкі працы і ўмацавання дэфармацыі. Калі нагрузка дасягае FB, тая ж частка ўзору рэзка скарачаецца. FB - гэта абмежаванне трываласці.
f. Феномен усаджвання прыводзіць да зніжэння апорнай магутнасці ўзору. Калі нагрузка дасягае FK, узор ламаецца. Гэта называецца нагрузкай на пералом.
Сіла выхаду
Трываласць выхаду - гэта максімальнае значэнне напружання, якое металічны матэрыял можа вытрымліваць ад пачатку пластыкавай дэфармацыі, каб завяршыць пералом пры падвярганні знешняй сілы. Гэта значэнне азначае крытычную кропку, калі матэрыял пераходзіць ад этапу эластычнай дэфармацыі да стадыі пластычнай дэфармацыі.
Класіфікацыя
Верхняя трываласць ураджайнасці: ставіцца да максімальнага напружання ўзору, перш чым сіла ўпершыню падае пры выхадзе.
Нізкая трываласць ураджайнасці: ставіцца да мінімальнага напружання на стадыі ўраджаю, калі ігнаруецца першапачатковы пераходны эфект. Паколькі значэнне ніжняй кропкі ўраджаю адносна стабільнае, звычайна ён выкарыстоўваецца ў якасці паказчыка матэрыяльнага супраціву, які называецца кропка выхаду або трываласць выхаду.
Формула разліку
Для верхняй трываласці ўраджаю: r = f / sₒ, дзе F-максімальная сіла, перш чым сіла ўпершыню апусціцца на стадыі выхаду, а S-першапачатковая плошча папярочнага перасеку ўзору.
Для меншай трываласці ўраджаю: R = F / Sₒ, дзе F-мінімальная сіла F, ігнаруючы пачатковы пераходны эфект, а Sₒ-першапачатковая плошча папярочнага перасеку ўзору.
Адзінка
Адзінка трываласці ўраджаю звычайна MPA (мегапаскальная) або N/мм² (Ньютан на квадратны міліметр).
Прыклад
Вазьміце з прыкладу нізкая вугляродная сталь, яе абмежаванне ўраджаю звычайна складае 207 МПа. Калі падвяргаецца знешняй сіле, большай за гэтую мяжу, нізкі вугляродны сталь будзе вырабляць пастаянную дэфармацыю і не можа быць адноўлена; Пры падвярганні знешняй сілы менш, чым гэты мяжу, нізкі вугляродны сталь можа вярнуцца ў свой першапачатковы стан.
Сіла ўраджаю - адзін з важных паказчыкаў для ацэнкі механічных уласцівасцей металічных матэрыялаў. Ён адлюстроўвае здольнасць матэрыялаў супрацьстаяць пластычнай дэфармацыі пры падвярганні знешніх сіл.
Трываласць на расцяжэнне
Сіла расцяжэння - гэта здольнасць матэрыялу супрацьстаяць пашкоджанню пры расцяжэнні, што спецыяльна выражаецца як максімальнае значэнне напружання, які матэрыял можа супрацьстаяць падчас працэсу расцяжэння. Калі напружанне на расцяжэнне на матэрыяле перавышае яго трываласць на расцяжэнне, матэрыял будзе падвяргацца пластычнай дэфармацыі або пералому.
Формула разліку
Формула разліку для трываласці пры расцяжэнні (σt):
σt = f / a
Там, дзе F-гэта максімальная сіла расцяжэння (Ньютан, n), якую ўзор можа супрацьстаяць перад разрывам, а гэта-першапачатковая плошча папярочнага перасеку ўзору (квадратны міліметр, мм²).
Адзінка
Адзінкам трываласці на расцяжэнне звычайна з'яўляецца MPA (мегапаскальная) або N/мм² (Ньютан на квадратны міліметр). 1 МПа роўная 1 000 000 ньютонаў на квадратны метр, што таксама роўна 1 Н/мм².
Ўплывовыя фактары
Шмат фактараў, у тым ліку хімічны склад, мікраструктура, працэс цеплавой апрацоўкі, метад апрацоўкі і г.д. Розныя матэрыялы маюць розныя сілы расцяжэння, таму ў практычных прымяненнях неабходна выбраць падыходныя матэрыялы, заснаваныя на механічных уласцівасцях уласцівасці Матэрыялы.
Практычнае прымяненне
Сіла расцяжэння - вельмі важны параметр у галіне матэрыялаў навукі і тэхнікі і часта выкарыстоўваецца для ацэнкі механічных уласцівасцей матэрыялаў. З пункту гледжання структурнай канструкцыі, выбару матэрыялаў, ацэнкі бяспекі і г.д., трываласць на расцяжэнне - гэта фактар, які неабходна ўлічваць. Напрыклад, у будаўнічай інжынерыі трываласць сталі пры расцяжэнні з'яўляецца важным фактарам вызначэння таго, ці можа ён вытрымліваць нагрузкі; У галіне аэракасмічнай прасторы трываласць лёгкіх і высокатрывалых матэрыялаў з'яўляецца ключом да забеспячэння бяспекі самалётаў.
Сіла стомленасці:
Металічная стомленасць ставіцца да працэсу, у якім матэрыялы і кампаненты паступова наносяць мясцовыя пастаянныя сукупныя пашкоджанні ў адным або некалькіх месцах, якія знаходзяцца пад цыклічным стрэсам, альбо цыклічным дэфармацыяй, а таксама раптоўныя поўныя пераломы адбываюцца пасля пэўнай колькасці цыклаў.
Рысы
Раптоўнасць у часе: збой стомленасці металу часта ўзнікае раптоўна за кароткі прамежак часу без відавочных прыкмет.
Мясцовасць у становішчы: Збой стомленасці звычайна адбываецца ў мясцовых раёнах, дзе канцэнтраваны стрэс.
Адчувальнасць да навакольнага асяроддзя і дэфектаў: металічная стомленасць вельмі адчувальная да навакольнага асяроддзя і малюсенькіх дэфектаў у матэрыяле, што можа паскорыць працэс стомленасці.
Ўплывовыя фактары
Амплітуда стрэсу: велічыня стрэсу непасрэдна ўплывае на тэрмін стомленасці металу.
Сярэдняя велічыня стрэсу: чым большае сярэдняе напружанне, тым карацейшая стомленасць металу.
Колькасць цыклаў: чым больш разоў метал знаходзіцца пад цыклічным напружаннем або напружаннем, тым больш сур'ёзнае назапашванне пашкоджанняў стомленасці.
Прафілактычныя меры
Аптымізаваць выбар матэрыялаў: выберыце матэрыялы з большымі абмежаваннямі стомленасці.
Зніжэнне канцэнтрацыі стрэсу: памяншэнне канцэнтрацыі напружання з дапамогай структурных праектаў або метадаў апрацоўкі, такіх як выкарыстанне круглявых пераходаў кута, павелічэнне памераў папярочнага перасеку і г.д.
Лячэнне паверхні: паліроўка, апырскванне і г.д. на металічнай паверхні, каб паменшыць дэфекты паверхні і палепшыць трываласць на стомленасць.
Інспекцыя і абслугоўванне: рэгулярна правярайце металічныя кампаненты, каб аператыўна выявіць і адрамантаваць дэфекты, такія як расколіны; Падтрымлівайце дэталі, схільныя да стомленасці, напрыклад, замену зношаных дэталяў і ўзмацненне слабых сувязей.
Металічная стомленасць - гэта звычайны рэжым адмовы металу, які характарызуецца раптоўнасцю, мясцовасцю і адчувальнасцю да навакольнага асяроддзя. Амплітуда стрэсу, сярэдняя велічыня стрэсу і колькасць цыклаў - асноўныя фактары, якія ўплываюць на стомленасць металу.
SN Curve: апісвае тэрмін службы стомленасці матэрыялаў пры розных узроўнях стрэсу, дзе S уяўляе стрэс, а N уяўляе сабой колькасць стрэсавых цыклаў.
Формула каэфіцыента трываласці стомленасці:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Там, дзе (Ka) з'яўляецца каэфіцыент нагрузкі, (KB) - каэфіцыент памеру, (KC) - каэфіцыент тэмпературы (KD) - каэфіцыент якасці паверхні, а (KE) - каэфіцыент надзейнасці.
SN Curve Mathematical выразу:
(\ sigma^m n = c)
Дзе (\ sigma) стрэс, n - колькасць стрэсавых цыклаў, а M і C - матэрыяльныя канстанты.
Крокі разліку
Вызначце матэрыяльныя канстанты:
Вызначце значэнні M і C праз эксперыменты альбо спасылаючыся на адпаведную літаратуру.
Вызначце каэфіцыент канцэнтрацыі напружання: разгледзім фактычную форму і памер дэталі, а таксама канцэнтрацыю напружання, выкліканую філе, ключамі і г.д. Канцэнтрацыйны каэфіцыент у спалучэнні з дызайнерскім тэрмінам і ўзроўню працоўнага стрэсу часткі вылічыце трываласць на стомленасць.
2. Пластычнасць:
Пластычнасць ставіцца да ўласцівасці матэрыялу, які пры падвярганні знешняй сілы вырабляе пастаянную дэфармацыю, не парушаючы, калі знешняя сіла перавышае яго эластычную мяжу. Гэтая дэфармацыя незваротная, і матэрыял не вернецца да сваёй першапачатковай формы, нават калі знешняя сіла будзе выдалена.
Індэкс пластычнасці і яго формула разліку
Падаўжэнне (δ)
Вызначэнне: Падаўжэнне - гэта працэнт ад агульнай дэфармацыі раздзела калібра пасля таго, як узор будзе разрывам, перарываным да першапачатковай даўжыні калібра.
Формула: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Дзе L0 - першапачатковая даўжыня калібра ў асобніку;
L1 - даўжыня калібра пасля разбітага ўзору.
Сегментарнае зніжэнне (ψ)
Вызначэнне: Зніжэнне сегментара-гэта адсотак максімальнага зніжэння плошчы папярочнага перасеку ў пункце шыйкі пасля таго, як узор разбіты на першапачатковую плошчу папярочнага перасеку.
Формула: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Дзе F0-першапачатковая плошча папярочнага перасеку асобніка;
F1-гэта плошча папярочнага перасеку ў пункце шыі пасля разбітага ўзору.
3. Цвёрдасць
Цвёрдасць металу - гэта механічны індэкс уласцівасці для вымярэння цвёрдасці металічных матэрыялаў. Гэта паказвае на здольнасць супрацьстаяць дэфармацыі ў мясцовым аб'ёме на металічнай паверхні.
Класіфікацыя і прадстаўленне металічнай цвёрдасці
Цвёрдасць металу мае мноства метадаў класіфікацыі і прадстаўлення ў адпаведнасці з рознымі метадамі выпрабаванняў. У асноўным уключыце наступнае:
Цвёрдасць Брынэла (HB):
Сфера прымянення: звычайна выкарыстоўваецца, калі матэрыял мякчэйшы, напрыклад, неродные металы, сталь перад тэрмічнай апрацоўкай альбо пасля адпалу.
Прынцып тэсту: з пэўным памерам выпрабавальнай нагрузкі, націскаецца зацвярдзелы сталёвы шарык або карбід пэўнага дыяметра на паверхні, якую трэба выпрабаваць, вымяраецца.
Формула разлікаў: Значэнне цвёрдасці Брынэла - гэта каэфіцыент, атрыманы шляхам падзелу нагрузкі на сферычную плошчу паверхні водступу.
Цвёрдасць Rockwell (HR):
Сфера прымянення: звычайна выкарыстоўваецца для матэрыялаў з большай цвёрдасцю, напрыклад, цвёрдасці пасля тэрмічнай апрацоўкі.
Прынцып тэсту: Падобны на цвёрдасць Brinell, але выкарыстанне розных зондаў (алмаз) і розных метадаў разліку.
Тыпы: У залежнасці ад прыкладання ёсць HRC (для матэрыялаў высокай цвёрдасці), HRA, HRB і іншых тыпаў.
Цвёрдасць Вікерса (HV):
Сфера прымянення: падыходзіць для аналізу мікраскопа.
Прынцып тэсту: Націсніце на паверхню матэрыялу з нагрузкай менш за 120 кг і алмазным квадратным конусам з кутом вяршыні 136 ° і падзяліце плошчу паверхні матэрыяльнай ямы на значэнне нагрузкі, каб атрымаць значэнне цвёрдасці Вікерса.
Цвёрдасць Ліба (HL):
Асаблівасці: Партатыўны тэстар цвёрдасці, просты ў вымярэнні.
Прынцып тэсту: Выкарыстоўвайце адскок, які ўтвараецца галоўкай шара, пасля ўздзеяння на паверхню цвёрдасці, і вылічыце цвёрдасць па суадносінах хуткасці адскоку ўдару на 1 мм ад паверхні ўзору да хуткасці ўдару.
Час паведамлення: верасня 25-2024
