It-test tat-tensjoni tas-saħħa jintuża prinċipalment biex jiddetermina l-abbiltà tal-materjali tal-metall li jirreżistu l-ħsara matul il-proċess tat-tiġbid, u huwa wieħed mill-indikaturi importanti għall-evalwazzjoni tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali.
1. Test tat-tensjoni
It-test tat-tensjoni huwa bbażat fuq il-prinċipji bażiċi tal-mekkanika tal-materjali. Billi tapplika tagħbija tat-tensjoni fuq il-kampjun tal-materjal taħt ċerti kundizzjonijiet, din tikkawża deformazzjoni tat-tensjoni sakemm il-kampjun jinkiser. Matul it-test, id-deformazzjoni tal-kampjun sperimentali taħt tagħbijiet differenti u t-tagħbija massima meta l-kampjun jinkiser jiġu rreġistrati, sabiex jiġu kkalkulati s-saħħa tar-rendiment, is-saħħa tat-tensjoni u indikaturi oħra tal-prestazzjoni tal-materjal.
Stress σ = F/A
σ hija s-saħħa tat-tensjoni (MPa)
F hija t-tagħbija tensili (N)
A hija l-erja trasversali tal-kampjun
2. Kurva tat-tensjoni
Analiżi ta' diversi stadji tal-proċess ta' tiġbid:
a. Fl-istadju OP b'tagħbija żgħira, it-titwil huwa f'relazzjoni lineari mat-tagħbija, u Fp hija t-tagħbija massima biex tinżamm il-linja dritta.
b. Wara li t-tagħbija taqbeż l-Fp, il-kurva tat-tensjoni tibda tieħu relazzjoni mhux lineari. Il-kampjun jidħol fl-istadju inizjali tad-deformazzjoni, u t-tagħbija titneħħa, u l-kampjun jista' jirritorna għall-istat oriġinali tiegħu u jiddeforma elastikament.
c. Wara li t-tagħbija taqbeż l-Fe, it-tagħbija titneħħa, parti mid-deformazzjoni tiġi rrestawrata, u parti mid-deformazzjoni residwa tinżamm, li tissejjaħ deformazzjoni tal-plastik. L-Fe jissejjaħ il-limitu elastiku.
d. Meta t-tagħbija tiżdied aktar, il-kurva tat-tensjoni turi snien tas-serrieq. Meta t-tagħbija ma tiżdiedx jew tonqos, il-fenomenu tat-titwil kontinwu tal-kampjun sperimentali jissejjaħ ċediment. Wara ċ-ċediment, il-kampjun jibda jgħaddi minn deformazzjoni plastika ovvja.
e. Wara li ċċedi, il-kampjun juri żieda fir-reżistenza għad-deformazzjoni, twebbis għax-xogħol u tisħiħ tad-deformazzjoni. Meta t-tagħbija tilħaq Fb, l-istess parti tal-kampjun tiċkien sew. Fb huwa l-limitu tas-saħħa.
f. Il-fenomenu tat-tinxtorob iwassal għal tnaqqis fil-kapaċità tal-ġarr tal-kampjun. Meta t-tagħbija tilħaq Fk, il-kampjun jinkiser. Dan jissejjaħ it-tagħbija tal-frattura.
Saħħa tar-Rendiment
Is-saħħa tar-rendiment hija l-valur massimu tal-istress li materjal tal-metall jista' jiflaħ mill-bidu tad-deformazzjoni tal-plastik sal-ksur sħiħ meta jkun soġġett għal forza esterna. Dan il-valur jimmarka l-punt kritiku fejn il-materjal jgħaddi mill-istadju tad-deformazzjoni elastika għall-istadju tad-deformazzjoni tal-plastik.
Klassifikazzjoni
Saħħa ta' rendiment ogħla: tirreferi għall-istress massimu tal-kampjun qabel ma l-forza tinżel għall-ewwel darba meta sseħħ ir-rendiment.
Saħħa ta' rendiment aktar baxxa: tirreferi għall-istress minimu fl-istadju tar-rendiment meta l-effett tranżitorju inizjali jiġi injorat. Peress li l-valur tal-punt ta' rendiment aktar baxx huwa relattivament stabbli, ġeneralment jintuża bħala indikatur tar-reżistenza tal-materjal, imsejjaħ punt ta' rendiment jew saħħa ta' rendiment.
Formula tal-kalkolu
Għal saħħa ta' rendiment ogħla: R = F / Sₒ, fejn F hija l-forza massima qabel ma l-forza tinżel għall-ewwel darba fl-istadju ta' rendiment, u Sₒ hija l-erja trasversali oriġinali tal-kampjun.
Għal saħħa ta' rendiment aktar baxxa: R = F / Sₒ, fejn F hija l-forza minima F li tinjora l-effett tranżitorju inizjali, u Sₒ hija l-erja trasversali oriġinali tal-kampjun.
Unità
L-unità tas-saħħa tar-rendiment ġeneralment hija MPa (megapascal) jew N/mm² (Newton kull millimetru kwadru).
Eżempju
Ħu l-azzar b'livell baxx ta' karbonju bħala eżempju, il-limitu tar-rendiment tiegħu ġeneralment huwa ta' 207MPa. Meta jkun soġġett għal forza esterna akbar minn dan il-limitu, l-azzar b'livell baxx ta' karbonju jipproduċi deformazzjoni permanenti u ma jistax jiġi rrestawrat; meta jkun soġġett għal forza esterna inqas minn dan il-limitu, l-azzar b'livell baxx ta' karbonju jista' jirritorna għall-istat oriġinali tiegħu.
Is-saħħa tar-rendiment hija waħda mill-indikaturi importanti għall-evalwazzjoni tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali tal-metall. Tirrifletti l-abbiltà tal-materjali li jirreżistu d-deformazzjoni tal-plastik meta jkunu soġġetti għal forzi esterni.
Saħħa tensili
Is-saħħa tensili hija l-abbiltà ta' materjal li jirreżisti l-ħsara taħt tagħbija tensili, li hija espressa speċifikament bħala l-valur massimu ta' stress li l-materjal jista' jiflaħ matul il-proċess tensili. Meta l-istress tensili fuq il-materjal jaqbeż is-saħħa tensili tiegħu, il-materjal jgħaddi minn deformazzjoni plastika jew ksur.
Formula tal-kalkolu
Il-formula tal-kalkolu għas-saħħa tat-tensjoni (σt) hija:
σt = F / A
Fejn F hija l-forza massima tat-tensjoni (Newton, N) li l-kampjun jista' jiflaħ qabel ma jinkiser, u A hija l-erja trasversali oriġinali tal-kampjun (millimetru kwadru, mm²).
Unità
L-unità tas-saħħa tat-tensjoni ġeneralment hija MPa (megapascal) jew N/mm² (Newton kull millimetru kwadru). 1 MPa huwa ugwali għal 1,000,000 Newton kull metru kwadru, li huwa wkoll ugwali għal 1 N/mm².
Fatturi li jinfluwenzaw
Is-saħħa tat-tensjoni hija affettwata minn ħafna fatturi, inklużi l-kompożizzjoni kimika, il-mikrostruttura, il-proċess tat-trattament bis-sħana, il-metodu tal-ipproċessar, eċċ. Materjali differenti għandhom saħħiet tat-tensjoni differenti, għalhekk f'applikazzjonijiet prattiċi, huwa meħtieġ li jintgħażlu materjali adattati bbażati fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali.
Applikazzjoni prattika
Is-saħħa tensili hija parametru importanti ħafna fil-qasam tax-xjenza u l-inġinerija tal-materjali, u ħafna drabi tintuża biex jiġu evalwati l-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali. F'termini ta' disinn strutturali, għażla ta' materjali, valutazzjoni tas-sigurtà, eċċ., is-saħħa tensili hija fattur li jrid jiġi kkunsidrat. Pereżempju, fl-inġinerija tal-kostruzzjoni, is-saħħa tensili tal-azzar hija fattur importanti biex jiġi ddeterminat jekk jistax jiflaħ tagħbijiet; fil-qasam tal-ajruspazju, is-saħħa tensili ta' materjali ħfief u ta' saħħa għolja hija ċ-ċavetta biex tiġi żgurata s-sigurtà tal-inġenji tal-ajru.
Saħħa tal-għeja:
L-għeja tal-metall tirreferi għall-proċess li fih il-materjali u l-komponenti jipproduċu gradwalment ħsara kumulattiva permanenti lokali f'post wieħed jew diversi post taħt stress ċikliku jew tensjoni ċiklika, u xquq jew ksur sħiħ f'daqqa jseħħu wara ċertu numru ta' ċikli.
Karatteristiċi
F'daqqa waħda fil-ħin: Il-ħsara kkawżata mill-għeja tal-metall ħafna drabi sseħħ f'daqqa f'perjodu qasir ta' żmien mingħajr sinjali ovvji.
Lokalità fil-pożizzjoni: Il-ħsara kkawżata mill-għeja ġeneralment isseħħ f'żoni lokali fejn l-istress ikun ikkonċentrat.
Sensittività għall-ambjent u d-difetti: L-għeja tal-metall hija sensittiva ħafna għall-ambjent u għal difetti żgħar ġewwa l-materjal, li jistgħu jaċċelleraw il-proċess tal-għeja.
Fatturi li jinfluwenzaw
Amplitudni tal-istress: Il-kobor tal-istress jaffettwa direttament il-ħajja tal-għeja tal-metall.
Kobor medju tal-istress: Iktar ma jkun kbir l-istress medju, iktar ikun qasir il-ħajja tal-għeja tal-metall.
Numru ta' ċikli: Iktar ma l-metall ikun taħt stress jew tensjoni ċiklika, iktar tkun serja l-akkumulazzjoni ta' ħsara mill-għeja.
Miżuri preventivi
Ottimizza l-għażla tal-materjal: Agħżel materjali b'limiti ta' għeja ogħla.
Tnaqqis tal-konċentrazzjoni tal-istress: Naqqas il-konċentrazzjoni tal-istress permezz ta' disinn strutturali jew metodi ta' pproċessar, bħall-użu ta' tranżizzjonijiet ta' kantunieri ttundjati, żieda fid-dimensjonijiet trasversali, eċċ.
Trattament tal-wiċċ: Lustrar, bexx, eċċ. fuq il-wiċċ tal-metall biex jitnaqqsu d-difetti tal-wiċċ u tittejjeb is-saħħa tal-għeja.
Spezzjoni u manutenzjoni: Spezzjona regolarment il-komponenti tal-metall biex tiskopri u ssewwi minnufih difetti bħal xquq; agħmel manutenzjoni fuq partijiet suxxettibbli għall-għeja, bħas-sostituzzjoni ta' partijiet milbusa u t-tisħiħ ta' konnessjonijiet dgħajfa.
L-għeja tal-metall hija mod komuni ta' ħsara fil-metall, li huwa kkaratterizzat minn f'daqqa waħda, lokalità u sensittività għall-ambjent. L-amplitudni tal-istress, il-kobor medju tal-istress u n-numru ta' ċikli huma l-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-għeja tal-metall.
Kurva SN: tiddeskrivi l-ħajja tal-għeja tal-materjali taħt livelli differenti ta' stress, fejn S tirrappreżenta l-istress u N tirrappreżenta n-numru ta' ċikli ta' stress.
Formula tal-koeffiċjent tas-saħħa tal-għeja:
(Kf = Ka ≤ Kb ≤ Kc ≤ Kd ≤ Ke)
Fejn (Ka) huwa l-fattur tat-tagħbija, (Kb) huwa l-fattur tad-daqs, (Kc) huwa l-fattur tat-temperatura, (Kd) huwa l-fattur tal-kwalità tal-wiċċ, u (Ke) huwa l-fattur tal-affidabbiltà.
Espressjoni matematika tal-kurva SN:
(\sigma^m N = Ċ)
Fejn (\sigma) huwa l-istress, N huwa n-numru ta' ċikli ta' stress, u m u C huma kostanti tal-materjal.
Passi tal-kalkolu
Iddetermina l-kostanti tal-materjal:
Iddetermina l-valuri ta' m u C permezz ta' esperimenti jew billi tirreferi għal-letteratura rilevanti.
Iddetermina l-fattur tal-konċentrazzjoni tal-istress: Ikkunsidra l-forma u d-daqs attwali tal-parti, kif ukoll il-konċentrazzjoni tal-istress ikkawżata minn fillets, keyways, eċċ., biex tiddetermina l-fattur tal-konċentrazzjoni tal-istress K. Ikkalkula s-saħħa tal-għeja: Skont il-kurva SN u l-fattur tal-konċentrazzjoni tal-istress, flimkien mal-ħajja tad-disinn u l-livell ta' stress tax-xogħol tal-parti, ikkalkula s-saħħa tal-għeja.
2. Plastiċità:
Il-plastiċità tirreferi għall-proprjetà ta' materjal li, meta jkun soġġett għal forza esterna, jipproduċi deformazzjoni permanenti mingħajr ma jinkiser meta l-forza esterna taqbeż il-limitu elastiku tiegħu. Din id-deformazzjoni hija irriversibbli, u l-materjal mhux se jerġa' lura għall-forma oriġinali tiegħu anke jekk il-forza esterna titneħħa.
L-indiċi tal-plastiċità u l-formula tal-kalkolu tiegħu
Elongazzjoni (δ)
Definizzjoni: It-titwil huwa l-perċentwal tad-deformazzjoni totali tas-sezzjoni tal-kejl wara li l-kampjun ikun ġie fratturat bit-tensjoni għat-tul oriġinali tal-kejl.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Fejn L0 huwa t-tul tal-kejl oriġinali tal-kampjun;
L1 hija t-tul tal-kejl wara li l-kampjun jinkiser.
Tnaqqis segmentali (Ψ)
Definizzjoni: It-tnaqqis segmentali huwa l-perċentwal tat-tnaqqis massimu fiż-żona trasversali fil-punt tal-għonq wara li l-kampjun jinkiser għaż-żona trasversali oriġinali.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Fejn F0 hija l-erja trasversali oriġinali tal-kampjun;
F1 hija l-erja trasversali fil-punt tat-tgħaqqid wara li l-kampjun jinkiser.
3. Ebusija
L-ebusija tal-metall hija indiċi tal-proprjetà mekkanika li tkejjel l-ebusija tal-materjali tal-metall. Tindika l-abbiltà li jirreżisti d-deformazzjoni fil-volum lokali fuq il-wiċċ tal-metall.
Klassifikazzjoni u rappreżentazzjoni tal-ebusija tal-metall
L-ebusija tal-metall għandha varjetà ta' metodi ta' klassifikazzjoni u rappreżentazzjoni skont metodi ta' ttestjar differenti. Prinċipalment jinkludu dawn li ġejjin:
Ebusija Brinell (HB):
Ambitu tal-applikazzjoni: Ġeneralment użat meta l-materjal ikun aktar artab, bħal metalli mhux ferrużi, azzar qabel it-trattament bis-sħana jew wara t-temprar.
Prinċipju tat-test: B'ċertu daqs ta' tagħbija tat-test, ballun tal-azzar imwebbes jew ballun tal-karbur ta' ċertu dijametru jiġi ppressat fil-wiċċ tal-metall li għandu jiġi ttestjat, u t-tagħbija tinħatt wara ħin speċifikat, u jitkejjel id-dijametru tal-indentazzjoni fuq il-wiċċ li għandu jiġi ttestjat.
Formula tal-kalkolu: Il-valur tal-ebusija Brinell huwa l-kwozjent miksub billi t-tagħbija tiġi diviża bl-erja tal-wiċċ sferika tal-indentazzjoni.
Ebusija Rockwell (HR):
Ambitu tal-applikazzjoni: Ġeneralment użat għal materjali b'ebusija ogħla, bħal ebusija wara trattament bis-sħana.
Prinċipju tat-test: Simili għall-ebusija Brinell, iżda bl-użu ta' sondi differenti (djamant) u metodi ta' kalkolu differenti.
Tipi: Skont l-applikazzjoni, hemm HRC (għal materjali b'ebusija għolja), HRA, HRB u tipi oħra.
Ebusija Vickers (HV):
Ambitu tal-applikazzjoni: Adattat għall-analiżi bil-mikroskopju.
Prinċipju tat-test: Agħfas il-wiċċ tal-materjal b'tagħbija ta' inqas minn 120kg u indentatur koniku kwadru tad-djamanti b'angolu tal-vertiċi ta' 136°, u aqsam l-erja tal-wiċċ tal-ħofra tal-indentazzjoni tal-materjal bil-valur tat-tagħbija biex tikseb il-valur tal-ebusija Vickers.
Ebusija ta' Leeb (HL):
Karatteristiċi: Tester tal-ebusija portabbli, faċli biex jitkejjel.
Prinċipju tat-test: Uża l-bounce ġġenerat mir-ras tal-ballun tal-impatt wara li tolqot il-wiċċ tal-ebusija, u kkalkula l-ebusija bil-proporzjon tal-veloċità tar-rebound tal-punch f'1mm mill-wiċċ tal-kampjun għall-veloċità tal-impatt.
Ħin tal-posta: 25 ta' Settembru 2024
