De treksterktetest wurdt benammen brûkt om it fermogen fan metalen materialen te bepalen om skea te wjerstean tidens it strekproses, en is ien fan 'e wichtige yndikatoaren foar it evaluearjen fan' e meganyske eigenskippen fan materialen.
1. Treksterkte test
De trektest is basearre op 'e basisprinsipes fan materiaalmeganika. Troch in treklast ta te passen op it materiaalmonster ûnder bepaalde omstannichheden, feroarsaket it trekdeformaasje oant it monster brekt. Tidens de test wurde de deformaasje fan it eksperimintele monster ûnder ferskate lesten en de maksimale lading as it monster brekt registrearre, om sa de reksterkte, treksterkte en oare prestaasje-yndikatoaren fan it materiaal te berekkenjen.
Spanning σ = F/A
σ is de treksterkte (MPa)
F is de treklast (N)
A is it dwerssnitgebiet fan it eksimplaar
2. Trekkromme
Analyse fan ferskate stadia fan it stretchproses:
a. Yn 'e OP-faze mei in lytse lading is de ferlinging yn in lineêre relaasje mei de lading, en Fp is de maksimale lading om de rjochte line te behâlden.
b. Nei't de lading Fp oerskriuwt, begjint de trekkromme in net-lineaire relaasje oan te nimmen. It stekproef giet yn 'e earste deformaasjefaze, en de lading wurdt fuorthelle, en it stekproef kin weromgean nei syn oarspronklike steat en elastysk deformearje.
c. Nei't de lading Fe oerskriuwt, wurdt de lading fuorthelle, wurdt in diel fan 'e deformaasje weromhelle, en bliuwt in diel fan 'e oerbleaune deformaasje behâlden, wat plestike deformaasje neamd wurdt. Fe wurdt de elastyske limyt neamd.
d. As de lading fierder tanimt, lit de trekkromme in seagetoskkromme sjen. As de lading net tanimt of ôfnimt, wurdt it ferskynsel fan trochgeande ferlinging fan it eksperimintele stekproef slingerjen neamd. Nei it slingerjen begjint it stekproef dúdlike plestike deformaasje te ûndergean.
e. Nei it jaan fan strekking lit it stekproef in tanimming sjen yn deformaasjewjerstân, wurkferhurding en deformaasjefersterking. As de lading Fb berikt, krimpt itselde diel fan it stekproef skerp. Fb is de sterktelimyt.
f. It krimpferskynsel liedt ta in ôfname fan it draachfermogen fan it stekproef. As de lading Fk berikt, brekt it stekproef. Dit wurdt de breuklading neamd.
Opbringststerkte
De reksterkte is de maksimale spanningswearde dy't in metaalmateriaal kin wjerstean fan it begjin fan plestike deformaasje oant folsleine breuk as it ûnderwurpen wurdt oan eksterne krêft. Dizze wearde markearret it krityske punt wêr't it materiaal oergiet fan 'e elastyske deformaasjefaze nei de plestike deformaasjefaze.
Klassifikaasje
Boppeste reksterkte: ferwiist nei de maksimale spanning fan it stekproef foardat de krêft foar it earst sakket as der reksterkte optreedt.
Legere reksterkte: ferwiist nei de minimale spanning yn 'e rekfase as it earste tydlike effekt negearre wurdt. Om't de wearde fan 'e legere rekgrens relatyf stabyl is, wurdt it meastentiids brûkt as in yndikator fan materiaalresistinsje, neamd rekgrens of reksterkte.
Berekkeningsformule
Foar boppeste reksterkte: R = F / Sₒ, wêrby't F de maksimale krêft is foardat de krêft foar it earst sakket yn 'e rekfase, en Sₒ it orizjinele dwersdoorsnede-oppervlak fan it stekproef is.
Foar legere reksterkte: R = F / Sₒ, wêrby't F de minimale krêft F is, it earste tydlike effekt negearjend, en Sₒ it orizjinele dwersdoorsnede-oppervlak fan it stekproef is.
Ienheid
De ienheid fan reksterkte is meastentiids MPa (megapascal) of N/mm² (Newton per fjouwerkante millimeter).
Foarbyld
Nim bygelyks leechkoalstofstiel, syn rekgrins is meastal 207 MPa. As leechkoalstofstiel ûnderwurpen wurdt oan in eksterne krêft grutter as dizze limyt, sil it permaninte deformaasje produsearje en kin it net weromhelle wurde; as it ûnderwurpen wurdt oan in eksterne krêft leger as dizze limyt, kin leechkoalstofstiel weromgean nei syn oarspronklike steat.
Strieksterkte is ien fan 'e wichtige yndikatoaren foar it evaluearjen fan 'e meganyske eigenskippen fan metalen materialen. It reflektearret it fermogen fan materialen om plestike deformaasje te wjerstean as se ûnderwurpen wurde oan eksterne krêften.
Treksterkte
Treksterkte is it fermogen fan in materiaal om skea ûnder treklast te wjerstean, wat spesifyk útdrukt wurdt as de maksimale spanningswearde dy't it materiaal kin ferneare tidens it trekproses. As de trekspanning op it materiaal syn treksterkte oerskriuwt, sil it materiaal plestike deformaasje of brekken ûndergean.
Berekkeningsformule
De berekkeningsformule foar treksterkte (σt) is:
σt = F / A
Wêr't F de maksimale trekkrêft (Newton, N) is dy't it stekproef ferneare kin foardat it brekt, en A de orizjinele dwersdoorsnede fan it stekproef is (fjouwerkante millimeter, mm²).
Ienheid
De ienheid fan treksterkte is meastal MPa (megapascal) of N/mm² (Newton per fjouwerkante millimeter). 1 MPa is gelyk oan 1.000.000 Newton per fjouwerkante meter, wat ek gelyk is oan 1 N/mm².
Beynfloedzjende faktoaren
Treksterkte wurdt beynfloede troch in protte faktoaren, ynklusyf de gemyske gearstalling, mikrostruktuer, waarmtebehannelingproses, ferwurkingsmetoade, ensfh. Ferskillende materialen hawwe ferskillende treksterkten, dus yn praktyske tapassingen is it needsaaklik om geskikte materialen te selektearjen op basis fan 'e meganyske eigenskippen fan' e materialen.
Praktyske tapassing
Treksterkte is in tige wichtige parameter op it mêd fan materiaalkunde en technyk, en wurdt faak brûkt om de meganyske eigenskippen fan materialen te evaluearjen. Yn termen fan struktureel ûntwerp, materiaalseleksje, feiligensbeoardieling, ensfh., is treksterkte in faktor dy't beskôge wurde moat. Bygelyks, yn 'e boutechnyk is de treksterkte fan stiel in wichtige faktor by it bepalen oft it lesten kin ferneare; op it mêd fan loftfeart is de treksterkte fan lichtgewicht en hege sterkte materialen de kaai foar it garandearjen fan 'e feiligens fan fleantugen.
Wurgenssterkte:
Metaalwurgens ferwiist nei it proses wêrby't materialen en komponinten stadichoan lokale permaninte kumulative skea produsearje op ien of meardere plakken ûnder sykliske spanning of sykliske spanning, en skuorren of hommelse folsleine brekken foarkomme nei in bepaald oantal syklussen.
Funksjes
Plotselingens yn 'e tiid: Metaalwurgensfalen komt faak ynienen foar yn in koarte perioade sûnder dúdlike tekens.
Lokaliteit yn posysje: Wurgensfalen komt meastentiids foar yn lokale gebieten dêr't stress konsintrearre is.
Gefoelichheid foar omjouwing en defekten: Metaalwurgens is tige gefoelich foar de omjouwing en lytse defekten yn it materiaal, dy't it wurgensproses kinne fersnelle.
Beynfloedzjende faktoaren
Spanningsamplitude: De grutte fan spanning beynfloedet direkt de wurgenslibbensduur fan it metaal.
Gemiddelde spanningsgrutte: Hoe grutter de gemiddelde spanning, hoe koarter de wurgenslibben fan it metaal.
Oantal syklusen: Hoe faker it metaal ûnder sykliske stress of spanning stiet, hoe earnstiger de opbou fan wurgensskea.
Previntive maatregels
Optimalisearje materiaalseleksje: Selektearje materialen mei hegere wurgensgrinzen.
Spanningskonsintraasje ferminderje: Spanningskonsintraasje ferminderje troch struktureel ûntwerp of ferwurkingsmetoaden, lykas it brûken fan rûne hoeke-oergongen, it fergrutsjen fan dwerstrochsneedôfmjittings, ensfh.
Oerflakbehanneling: Polijsten, spuiten, ensfh. op it metalen oerflak om oerflakdefekten te ferminderjen en wurgenssterkte te ferbetterjen.
Ynspeksje en ûnderhâld: Ynspektearje metalen ûnderdielen geregeld om defekten lykas skuorren fluch te detektearjen en te reparearjen; ûnderhâld ûnderdielen dy't gefoelich binne foar wurgens, lykas it ferfangen fan fersliten ûnderdielen en it fersterkjen fan swakke ferbinings.
Metaalwurgens is in faak foarkommende metaalfalenmodus, dy't karakterisearre wurdt troch hommelse, lokaliteit en gefoelichheid foar de omjouwing. Spanningsamplitude, gemiddelde spanningsgrutte en oantal syklusen binne de wichtichste faktoaren dy't metaalwurgens beynfloedzje.
SN-kromme: beskriuwt de wurgenslibbensduur fan materialen ûnder ferskate spanningsnivo's, wêrby't S spanning fertsjintwurdiget en N it oantal spanningssyklusen fertsjintwurdiget.
Formule foar fermoeidheidssterktekoëffisjint:
(Kf = Ka ≥ Kb ≥ Kd ≥ Ke)
Wêr't (Ka) de ladingsfaktor is, (Kb) de gruttefaktor, (Kc) de temperatuerfaktor, (Kd) de oerflakkwaliteitsfaktor, en (Ke) de betrouberensfaktor.
SN-kromme wiskundige útdrukking:
(\sigma^m N = C)
Wêr't (ρ) spanning is, N it oantal spanningssyklusen is, en m en C materiaalkonstanten binne.
Berekkeningstappen
Bepale de materiaalkonstanten:
Bepale de wearden fan m en C troch eksperiminten of troch te ferwizen nei relevante literatuer.
Bepale de spanningskonsintraasjefaktor: Tink oan de werklike foarm en grutte fan it ûnderdiel, lykas de spanningskonsintraasje feroarsake troch filets, kaaigaten, ensfh., om de spanningskonsintraasjefaktor K te bepalen. Berekkene wurgenssterkte: Neffens de SN-kromme en spanningskonsintraasjefaktor, kombineare mei de ûntwerplibbensduur en it wurkspanningsnivo fan it ûnderdiel, berekkenje de wurgenssterkte.
2. Plastisiteit:
Plastisiteit ferwiist nei de eigenskip fan in materiaal dat, as it ûnderwurpen wurdt oan eksterne krêft, permaninte deformaasje produseart sûnder te brekken as de eksterne krêft syn elastyske limyt oerskriuwt. Dizze deformaasje is ûnomkearber, en it materiaal sil net weromgean nei syn oarspronklike foarm, sels as de eksterne krêft fuorthelle wurdt.
Plastisiteitsyndeks en syn berekkeningsformule
Ferlinging (δ)
Definysje: Ferlinging is it persintaazje fan 'e totale deformaasje fan 'e peilseksje neidat it stekproef trekbrekt is nei de oarspronklike peillingte.
Formule: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Wêr't L0 de orizjinele mjitlingte fan it eksimplaar is;
L1 is de mjitte-lingte nei't it eksimplaar brutsen is.
Segmintale reduksje (Ψ)
Definysje: De segmintale reduksje is it persintaazje fan 'e maksimale reduksje yn it dwerssnitgebiet by it halspunt nei't it eksimplaar brutsen is nei it orizjinele dwerssnitgebiet.
Formule: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Wêr't F0 it orizjinele dwerstrochsneedgebiet fan it eksimplaar is;
F1 is it dwerstrochsneedgebiet by it halspunt nei't it eksimplaar brutsen is.
3. Hurdens
Metaalhurdens is in yndeks foar meganyske eigenskippen om de hurdens fan metalen materialen te mjitten. It jout it fermogen oan om deformaasje yn it lokale folume op it metalen oerflak te wjerstean.
Klassifikaasje en werjefte fan metaalhurdens
Metaalhurdens hat in ferskaat oan klassifikaasje- en fertsjintwurdigingsmetoaden neffens ferskate testmetoaden. Benammen it folgjende omfetsje:
Brinell-hurdens (HB):
Tapassingsberik: Algemien brûkt as it materiaal sêfter is, lykas non-ferro metalen, stiel foar waarmtebehanneling of nei gloeien.
Testprinsipe: Mei in bepaalde grutte fan testlading wurdt in ferhurde stielen bal of karbidbal fan in bepaalde diameter yn it oerflak fan it te testen metaal drukt, en de lading wurdt nei in bepaalde tiid ûntladen, en de diameter fan 'e yndrukking op it te testen oerflak wurdt metten.
Berekkeningsformule: De Brinell-hurdenswearde is it kwosiënt dat krigen wurdt troch de lading te dielen troch it sferyske oerflak fan 'e yndrukking.
Rockwell-hurdens (HR):
Tapassingsberik: Algemien brûkt foar materialen mei hegere hurdens, lykas hurdens nei waarmtebehanneling.
Testprinsipe: Fergelykber mei Brinell-hurdens, mar mei gebrûk fan oare sondes (diamant) en oare berekkeningsmetoaden.
Typen: Ofhinklik fan 'e tapassing binne d'r HRC (foar materialen mei hege hurdens), HRA, HRB en oare typen.
Vickers-hurdens (HV):
Tapassingsberik: Geskikt foar mikroskoopanalyse.
Testprinsipe: Druk it oerflak fan it materiaal mei in lading fan minder as 120 kg en in diamanten fjouwerkante kegelfoarmige yndrukper mei in hoeke fan 136 °, en diel it oerflak fan 'e yndrukput fan it materiaal troch de ladingwearde om de Vickers-hurdenswearde te krijen.
Leeb-hurdens (HL):
Eigenskippen: Draachbere hurdheidstester, maklik te mjitten.
Testprinsipe: Brûk de stuit dy't generearre wurdt troch de ynfloedbalkop nei it reitsjen fan it hurdensflak, en berekkenje de hurdens troch de ferhâlding fan 'e weromstjoersnelheid fan' e pons op 1 mm fan it stekproefflak oant de ynfloedsnelheid.
Pleatsingstiid: 25 septimber 2024
