Testul de tracțiune de rezistență este utilizat în principal pentru a determina capacitatea materialelor metalice de a rezista deteriorării în timpul procesului de întindere și este unul dintre indicatorii importanți pentru evaluarea proprietăților mecanice ale materialelor.
1. Test de tracțiune
Testul de tracțiune se bazează pe principiile de bază ale mecanicii materialelor. Prin aplicarea unei sarcini de tracțiune la eșantionul de material în anumite condiții, aceasta provoacă deformare la tracțiune până la ruperea eșantionului. În timpul testului, deformarea eșantionului experimental sub sarcini diferite și sarcina maximă atunci când sunt înregistrate pauzele de probă, astfel încât să se calculeze rezistența la randament, rezistența la tracțiune și alți indicatori de performanță ai materialului.
Stres σ = f/a
σ este puterea de tracțiune (MPA)
F este sarcina de tracțiune (n)
A este zona transversală a specimenului
2. Curba de tracțiune
Analiza mai multor etape ale procesului de întindere:
o. În stadiul OP cu o sarcină mică, alungirea este într -o relație liniară cu sarcina, iar FP este sarcina maximă pentru a menține linia dreaptă.
b. După ce sarcina depășește FP, curba de tracțiune începe să ia o relație neliniară. Eșantionul intră în etapa inițială de deformare, iar sarcina este eliminată, iar eșantionul poate reveni la starea inițială și se deformează elastic.
C. După ce sarcina depășește Fe, sarcina este îndepărtată, o parte din deformare este restabilită și se păstrează o parte din deformarea reziduală, care se numește deformare plastică. FE se numește limita elastică.
D. Când sarcina crește în continuare, curba de tracțiune arată ferăstrău. Când sarcina nu crește sau nu scade, fenomenul de alungire continuă a eșantionului experimental se numește cerință. După ce a cedat, eșantionul începe să sufere o deformare plastică evidentă.
e. După ce a cedat, eșantionul arată o creștere a rezistenței de deformare, întărirea muncii și întărirea deformării. Când sarcina ajunge la FB, aceeași parte a eșantionului se micșorează brusc. FB este limita de forță.
f. Fenomenul de contracție duce la o scădere a capacității de rulare a eșantionului. Când sarcina ajunge la FK, eșantionul se rupe. Aceasta se numește sarcina de fractură.
Durata forță
Rezistența la randament este valoarea maximă de tensiune pe care un material metalic o poate rezista de la începutul deformării plastice pentru a completa fractura atunci când este supusă forței externe. Această valoare marchează punctul critic în care materialul trece de la etapa de deformare elastică la stadiul de deformare plastică.
Clasificare
Rezistența la randament superior: se referă la stresul maxim al eșantionului înainte ca forța să scadă pentru prima dată când are loc cedarea.
Rezistența la randament mai mică: se referă la stresul minim în stadiul de randament atunci când efectul tranzitoriu inițial este ignorat. Deoarece valoarea punctului de randament mai mic este relativ stabilă, este de obicei utilizată ca indicator al rezistenței materialelor, numit punct de randament sau rezistență la randament.
Formula de calcul
Pentru rezistența superioară a randamentului: r = f / sₒ, unde F este forța maximă înainte ca forța să cadă pentru prima dată în stadiul de randament, iar Sₒ este zona inițială în secțiunea transversală a eșantionului.
Pentru rezistența la randament mai mică: r = f / sₒ, unde F este forța minimă F ignorând efectul tranzitoriu inițial, iar Sₒ este zona inițială în secțiunea transversală a eșantionului.
Unitate
Unitatea de rezistență a randamentului este de obicei MPA (megapascal) sau N/mm² (Newton pe milimetru pătrat).
Exemplu
Luați ca exemplu oțel cu conținut scăzut de carbon, limita de randament este de obicei 207MPa. Atunci când este supus unei forțe externe mai mari decât această limită, oțelul cu conținut scăzut de carbon va produce deformare permanentă și nu poate fi restaurat; Atunci când este supus unei forțe externe mai mici decât această limită, oțelul cu conținut scăzut de carbon poate reveni la starea inițială.
Rezistența la randament este unul dintre indicatorii importanți pentru evaluarea proprietăților mecanice ale materialelor metalice. Acesta reflectă capacitatea materialelor de a rezista deformării plastice atunci când este supusă forțelor externe.
Rezistență la tracțiune
Rezistența la tracțiune este capacitatea unui material de a rezista deteriorării sub sarcina de tracțiune, care este exprimată în mod specific ca valoare maximă de stres pe care materialul o poate rezista în timpul procesului de tracțiune. Când tensiunea de tracțiune a materialului depășește rezistența la tracțiune, materialul va suferi deformare sau fractură din plastic.
Formula de calcul
Formula de calcul pentru rezistența la tracțiune (σt) este:
σt = f / a
În cazul în care F este forța maximă de tracțiune (Newton, n) pe care eșantionul o poate rezista înainte de rupere, iar A este zona inițială în secțiunea transversală a specimenului (milimetru pătrat, mm²).
Unitate
Unitatea de rezistență la tracțiune este de obicei MPA (megapascal) sau N/mm² (Newton pe milimetru pătrat). 1 MPa este egal cu 1.000.000 de newtoni pe metru pătrat, care este, de asemenea, egal cu 1 N/mm².
Factorii influențați
Rezistența la tracțiune este afectată de mulți factori, inclusiv compoziția chimică, microstructura, procesul de tratare a căldurii, metoda de procesare, etc. Materiale diferite au puncte forte de tracțiune diferite, astfel încât în aplicații practice, este necesar să se selecteze materiale adecvate pe baza proprietăților mecanice ale The Mecanic materiale.
Aplicație practică
Rezistența la tracțiune este un parametru foarte important în domeniul științei și ingineriei materialelor și este adesea utilizat pentru a evalua proprietățile mecanice ale materialelor. În ceea ce privește proiectarea structurală, selecția materialelor, evaluarea siguranței etc., rezistența la tracțiune este un factor care trebuie luat în considerare. De exemplu, în inginerie în construcții, rezistența la tracțiune a oțelului este un factor important în determinarea dacă poate rezista la sarcini; În domeniul aerospațial, rezistența la tracțiune a materialelor ușoare și de înaltă rezistență este cheia pentru asigurarea siguranței aeronavelor.
Forța oboselii:
Oboseala metalică se referă la procesul în care materialele și componentele produc treptat daune cumulate permanente locale în unul sau mai multe locuri sub stres ciclic sau tulpină ciclică, iar fisurile sau fracturile complete bruște apar după un anumit număr de cicluri.
Caracteristici
Bruvinea în timp: eșecul oboselii metalice apare adesea brusc într -o perioadă scurtă de timp, fără semne evidente.
Localitate în poziție: eșecul oboselii apare de obicei în zonele locale în care stresul este concentrat.
Sensibilitatea la mediu și defecte: Oboseala metalică este foarte sensibilă la mediu și la defecte minuscule din interiorul materialului, ceea ce poate accelera procesul de oboseală.
Factorii influențați
Amplitudinea stresului: Mărimea stresului afectează în mod direct viața de oboseală a metalului.
Mărimea medie a stresului: cu cât este mai mare stresul mediu, cu atât este mai scurtă durata de oboseală a metalului.
Numărul de cicluri: Cu cât metalul este sub tensiune sau încordare ciclică, cu atât este mai gravă acumularea de deteriorare a oboselii.
Măsuri preventive
Optimizați selecția materialului: selectați materiale cu limite mai mari de oboseală.
Reducerea concentrației de stres: reduceți concentrația de stres prin proiectarea structurală sau metodele de procesare, cum ar fi utilizarea tranzițiilor de colț rotunjite, creșterea dimensiunilor secțiunii transversale, etc.
Tratament la suprafață: lustruire, pulverizare, etc. pe suprafața metalului pentru a reduce defectele de suprafață și pentru a îmbunătăți rezistența la oboseală.
Inspecție și întreținere: inspectați regulat componentele metalice pentru a detecta și repara prompt defecte, cum ar fi fisurile; Mențineți părțile predispuse la oboseală, cum ar fi înlocuirea pieselor uzate și consolidarea legăturilor slabe.
Oboseala metalică este un mod comun de defecțiune a metalelor, care se caracterizează prin brusc, localitate și sensibilitate la mediu. Amplitudinea de stres, amploarea medie a stresului și numărul de cicluri sunt factorii principali care afectează oboseala metalică.
Curba SN: descrie durata de oboseală a materialelor sub diferite niveluri de stres, unde S reprezintă stresul și n reprezintă numărul de cicluri de stres.
Formula coeficientului de rezistență la oboseală:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Unde (ka) este factorul de încărcare, (kb) este factorul de mărime, (kc) este factorul de temperatură, (kd) este factorul de calitate a suprafeței, iar (ke) este factorul de fiabilitate.
Expresia matematică a curbei SN:
(\ sigma^m n = c)
Unde (\ sigma) este stres, n este numărul de cicluri de stres, iar M și C sunt constante materiale.
Etape de calcul
Determinați constantele materiale:
Determinați valorile M și C prin experimente sau referindu -vă la literatura relevantă.
Determinați factorul de concentrare a stresului: Luați în considerare forma și dimensiunea reală a piesei, precum și concentrația de stres cauzată de fileuri, căi cheie etc., pentru a determina factorul de concentrație de stres K. Calculați rezistența la oboseală: în funcție de curba SN și de stres Factorul de concentrare, combinat cu viața de proiectare și nivelul de stres de lucru al piesei, calculează puterea oboselii.
2. Plasticitate:
Plasticitatea se referă la proprietatea unui material care, atunci când este supus unei forțe externe, produce o deformare permanentă, fără a se rupe atunci când forța externă depășește limita sa elastică. Această deformare este ireversibilă, iar materialul nu va reveni la forma sa inițială, chiar dacă forța externă este îndepărtată.
Indicele de plasticitate și formula sa de calcul
Alungire (δ)
Definiție: Alungirea este procentul de deformare totală a secțiunii de ecartament după ce eșantionul este fracturat la tracțiune până la lungimea inițială a gabaritului.
Formula: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Unde L0 este lungimea originală a ecartamentului;
L1 este lungimea gabaritului după ce eșantionul este rupt.
Reducerea segmentară (ψ)
Definiție: Reducerea segmentară este procentul de reducere maximă a zonei secțiunii transversale la punctul de gât după ce eșantionul este rupt în zona inițială a secțiunii transversale.
Formula: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Unde F0 este zona inițială în secțiune transversală a specimenului;
F1 este zona transversală în punctul de gât după ce eșantionul este rupt.
3. duritate
Duritatea metalică este un indice de proprietate mecanică pentru a măsura duritatea materialelor metalice. Acesta indică capacitatea de a rezista deformării în volumul local de pe suprafața metalului.
Clasificarea și reprezentarea durității metalice
Duritatea metalului are o varietate de metode de clasificare și reprezentare conform diferitelor metode de testare. Includeți în principal următoarele:
Hardness Brinell (HB):
Domeniul de aplicare: utilizat în general atunci când materialul este mai moale, cum ar fi metale neferoase, oțel înainte de tratarea termică sau după recoacere.
Principiul testului: cu o anumită dimensiune a sarcinii de testare, o bilă de oțel întărită sau o bilă de carbură cu un anumit diametru este apăsată pe suprafața metalului care trebuie testată, iar sarcina este descărcată după un timp specificat și diametrul indentării la suprafață care trebuie testată se măsoară.
Formula de calcul: Valoarea durității Brinell este coeficientul obținut prin împărțirea sarcinii la suprafața sferică a indentării.
Hardness Rockwell (HR):
Domeniul de aplicare: utilizat în general pentru materiale cu o duritate mai mare, cum ar fi duritatea după tratamentul termic.
Principiul testului: similar cu duritatea Brinell, dar folosind diferite sonde (diamant) și diferite metode de calcul.
Tipuri: în funcție de aplicație, există HRC (pentru materiale de înaltă duritate), HRA, HRB și alte tipuri.
Vickers Hardness (HV):
Domeniul de aplicare: Potrivit pentru analiza microscopului.
Principiul testului: Apăsați suprafața materialului cu o sarcină mai mică de 120 kg și un indenter de con de con de diamant pătrat cu un unghi de vertex de 136 ° și împărțiți suprafața de suprafață a gropii de indentare a materialului prin valoarea de încărcare pentru a obține valoarea durității Vickers.
Duritatea Leeb (HL):
Caracteristici: Tester de duritate portabilă, ușor de măsurat.
Principiul testului: Utilizați respingerea generată de capul de bilă de impact după impactul suprafeței de duritate și calculați duritatea prin raportul dintre viteza de revenire a pumnului la 1mm de la suprafața eșantionului până la viteza de impact.
Timpul post: 25-2024 sept
