Çekme mukavemet testi esas olarak metal malzemelerin germe işlemi sırasında hasara direnme yeteneğini belirlemek için kullanılır ve malzemelerin mekanik özelliklerini değerlendirmek için önemli göstergelerden biridir.
1. Çekme testi
Çekme testi, malzeme mekaniğinin temel prensiplerine dayanmaktadır. Belirli koşullar altında malzeme örneğine bir gerilme yükü uygulayarak, numune kırılana kadar gerilme deformasyonuna neden olur. Test sırasında, deneysel numunenin farklı yükler altında deformasyonu ve numune kırılması kaydedildiğinde maksimum yük, malzemenin akma mukavemeti, gerilme mukavemeti ve diğer performans göstergelerini hesaplamak için.
Stres σ = f/a
σ, gerilme mukavemetidir (MPA)
F gerilme yüküdür (n)
A, numunenin kesit alanıdır
2. Çekme eğrisi
Germe işleminin birkaç aşamasının analizi:
A. Küçük bir yüke sahip OP aşamasında, uzama yük ile doğrusal bir ilişki içindedir ve FP düz çizgiyi korumak için maksimum yüktür.
B. Yük FP'yi aştıktan sonra, gerilme eğrisi doğrusal olmayan bir ilişki almaya başlar. Numune başlangıç deformasyon aşamasına girer ve yük çıkarılır ve numune orijinal durumuna geri dönebilir ve elastik olarak deforme olabilir.
C. Yük Fe'yi aştıktan sonra yük çıkarılır, deformasyonun bir kısmı restore edilir ve artık deformasyonun bir kısmı korunur, bu da plastik deformasyon olarak adlandırılır. Fe'ye elastik sınır denir.
D. Yük daha da arttığında, gerilme eğrisi testere dişi gösterir. Yük artmadığında veya azalmadığında, deneysel numunenin sürekli uzama olgusuna verim denir. Verildikten sonra numune belirgin plastik deformasyona girmeye başlar.
e. Verildikten sonra numune, deformasyon direncinde, iş sertleştirmesinde ve deformasyon güçlendirmesinde bir artış gösterir. Yük FB'ye ulaştığında, numunenin aynı kısmı keskin bir şekilde küçülür. FB güç sınırıdır.
F. Büzülme fenomeni, numunenin taşıma kapasitesinde bir azalmaya yol açar. Yük FK'ye ulaştığında, numune kırılır. Buna kırık yükü denir.
Verim gücü
Verim mukavemeti, bir metal malzemenin plastik deformasyonun başlangıcından dış kuvvete tabi tutulduğunda kırılmaya dayanabileceği maksimum stres değeridir. Bu değer, malzemenin elastik deformasyon aşamasından plastik deformasyon aşamasına geçtiği kritik noktayı işaret eder.
Sınıflandırma
Üst verim mukavemeti: Kuvvet, verim meydana geldiğinde ilk kez düşmeden önce numunenin maksimum stresini ifade eder.
Daha düşük akma mukavemeti: İlk geçici etkinin göz ardı edildiği verim aşamasındaki minimum stresi ifade eder. Düşük verim noktasının değeri nispeten kararlı olduğundan, genellikle verim noktası veya akma mukavemeti adı verilen malzeme direncinin bir göstergesi olarak kullanılır.
Hesaplama formülü
Üst verim mukavemeti için: r = f / sₒ, burada F, kuvvet aktarma aşamasında ilk kez düşmeden önce maksimum kuvvettir ve Sₒ, numunenin orijinal kesit alanıdır.
Daha düşük verim mukavemeti için: r = f / sₒ, burada f, başlangıç geçici etkisini göz ardı eden minimum kuvvettir ve Sₒ, numunenin orijinal kesit alanıdır.
Birim
Verim mukavemeti birimi genellikle MPa (megapascal) veya n/mm²'dir (kare milimetre başına newton).
Örnek
Örnek olarak düşük karbon çeliği alın, verim sınırı genellikle 207MPA'dır. Bu sınırdan daha büyük bir dış kuvvete tabi tutulduğunda, düşük karbonlu çelik kalıcı deformasyon üretecek ve restore edilemez; Bu sınırdan daha az harici bir kuvvete maruz kaldığında, düşük karbonlu çelik orijinal durumuna geri dönebilir.
Verim gücü, metal malzemelerin mekanik özelliklerini değerlendirmek için önemli göstergelerden biridir. Dış kuvvetlere maruz kaldığında malzemelerin plastik deformasyona direnme yeteneğini yansıtır.
Gerilme mukavemeti
Çekme mukavemeti, bir malzemenin gerilme yükü altında hasara direnme yeteneğidir, bu da özellikle malzemenin gerilme işlemi sırasında dayanabileceği maksimum stres değeri olarak ifade edilir. Malzeme üzerindeki gerilme gerilimi gerilme mukavemetini aştığında, malzeme plastik deformasyona veya kırılmaya maruz kalacaktır.
Hesaplama formülü
Çekme mukavemeti (σt) için hesaplama formülü:
σt = f / a
Burada F, numunenin kırılmadan önce dayanabileceği maksimum gerilme kuvvetidir (Newton, N) ve A, numunenin orijinal kesit alanıdır (kare milimetre, mm²).
Birim
Çekme mukavemeti birimi genellikle MPa (megapascal) veya n/mm²'dir (milimetre başına newton). 1 MPa metrekare başına 1.000.000 newton'a eşittir, bu da 1 N/mm²'ye eşittir.
Etkileyen Faktörler
Çekme mukavemeti, kimyasal bileşim, mikroyapı, ısıl işlem süreci, işleme yöntemi vb. Dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir. Farklı malzemelerin farklı gerilme mukavemetleri vardır, bu nedenle pratik uygulamalarda, uygun malzemelerin mekanik özelliklerine dayalı olarak seçilmesi gerekir. Malzemeler.
Pratik uygulama
Çekme gücü, malzeme bilimi ve mühendisliği alanında çok önemli bir parametredir ve genellikle malzemelerin mekanik özelliklerini değerlendirmek için kullanılır. Yapısal tasarım, malzeme seçimi, güvenlik değerlendirmesi vb. Açısından gerilme mukavemeti dikkate alınması gereken bir faktördür. Örneğin, inşaat mühendisliğinde, çeliğin gerilme mukavemeti, yüklere dayanamayacağını belirlemede önemli bir faktördür; Havacılık ve uzay alanında, hafif ve yüksek mukavemetli malzemelerin gerilme mukavemeti, uçakların güvenliğini sağlamanın anahtarıdır.
Yorgunluk Gücü:
Metal yorgunluğu, malzemelerin ve bileşenlerin, döngüsel stres veya döngüsel suş altında bir veya birkaç yerde kademeli olarak lokal kalıcı kümülatif hasar ürettiği süreci ifade eder ve belirli sayıda döngüden sonra çatlaklar veya ani tam kırıklar meydana gelir.
Özellikler
Zamanda ani: Metal yorgunluk başarısızlığı genellikle kısa bir süre içinde belirgin işaretler olmadan aniden ortaya çıkar.
Konumdaki Yer: Yorgunluk başarısızlığı genellikle stresin konsantre olduğu yerel alanlarda meydana gelir.
Çevreye ve kusurlara duyarlılık: Metal yorgunluğu çevreye çok duyarlıdır ve malzemenin içindeki küçük kusurlar, yorgunluk sürecini hızlandırabilir.
Etkileyen Faktörler
Stres genliği: stresin büyüklüğü, metalin yorgunluk ömrünü doğrudan etkiler.
Ortalama stres büyüklüğü: Ortalama stres ne kadar büyük olursa, metalin yorulma ömrü ne kadar kısa olur.
Döngü sayısı: Metal döngüsel stres veya gerinim ne kadar çok olursa, yorgunluk hasarı birikimi o kadar ciddi olur.
Önleyici tedbirler
Malzeme seçimini optimize edin: Daha yüksek yorgunluk sınırlarına sahip malzemeleri seçin.
Stres konsantrasyonunu azaltma: Yuvarlak köşe geçişlerinin kullanılması, kesitsel boyutların arttırılması vb.
Yüzey işlemi: Yüzey kusurlarını azaltmak ve yorgunluk mukavemetini artırmak için metal yüzeyde parlatma, püskürtme vb.
Muayene ve Bakım: Çatlaklar gibi kusurları derhal tespit etmek ve onarmak için metal bileşenleri düzenli olarak inceleyin; Yıpranmış parçaların değiştirilmesi ve zayıf bağlantıları güçlendirme gibi yorgunluğa eğilimli parçaları koruyun.
Metal yorgunluğu, anilik, yerellik ve çevreye duyarlılık ile karakterize edilen ortak bir metal arıza modudur. Stres genliği, ortalama stres büyüklüğü ve döngü sayısı metal yorgunluğunu etkileyen ana faktörlerdir.
SN eğrisi: Malzemelerin farklı stres seviyeleri altında yorulma ömrünü tanımlar, burada S stresi temsil eder ve N, stres döngülerinin sayısını temsil eder.
Yorgunluk Gücü Katsayısı Formülü:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
(Ka) yük faktörüdür, (kb) boyut faktörüdür, (kc) sıcaklık faktörüdür, (kd) yüzey kalitesi faktörüdür ve (ke) güvenilirlik faktörüdür.
SN Curve Matematiksel İfade:
(\ sigma^m n = c)
Burada (\ sigma) stres, n stres döngü sayısıdır ve M ve C malzeme sabitleridir.
Hesaplama adımları
Malzeme sabitlerini belirleyin:
Deneyler aracılığıyla veya ilgili literatüre atıfta bulunarak M ve C değerlerini belirleyin.
Stres konsantrasyonu faktörünü belirleyin: Stres konsantrasyonu faktörünü belirlemek için parçanın gerçek şeklini ve boyutunu ve fileto, kama yollarının vb. Konsantrasyon faktörü, parçanın tasarım ömrü ve çalışma stresi seviyesi ile birleştiğinde, yorgunluk gücünü hesaplayın.
2. Plastiklik:
Plastisite, dış kuvvete maruz kaldığında, dış kuvvet elastik sınırını aştığında kırılmadan kalıcı deformasyon üreten bir malzemenin özelliğini ifade eder. Bu deformasyon geri döndürülemez ve dış kuvvet çıkarılmış olsa bile malzeme orijinal şekline geri dönmez.
Plastisite Endeksi ve Hesaplama Formülü
Uzama (Δ)
Tanım: Uzatma, numune orijinal gösterge uzunluğuna kadar gerilme kırıldıktan sonra gösterge bölümünün toplam deformasyonunun yüzdesidir.
Formül: Δ = (L1 - L0) / L0 ×% 100
Burada L0, numunenin orijinal gösterge uzunluğudur;
L1, numune kırıldıktan sonra gösterge uzunluğudur.
Segmental Azaltma (ψ)
Tanım: Segmental indirgeme, numune orijinal kesit alanına kırıldıktan sonra kesme noktasındaki kesit alanındaki maksimum azalmanın yüzdesidir.
Formül: ψ = (f0 - f1) / f0 ×% 100
Burada f0, numunenin orijinal kesit alanıdır;
F1, numune kırıldıktan sonra boyun kesme noktasındaki kesitsel alandır.
3. Sertlik
Metal sertlik, metal malzemelerin sertliğini ölçmek için mekanik bir özellik endeksidir. Metal yüzeydeki yerel hacimde deformasyona direnme yeteneğini gösterir.
Metal sertliğinin sınıflandırılması ve temsili
Metal sertliği, farklı test yöntemlerine göre çeşitli sınıflandırma ve temsil yöntemlerine sahiptir. Esas olarak aşağıdakileri ekleyin:
Brinell sertliği (HB):
Uygulama kapsamı: Genellikle malzeme daha yumuşak olduğunda, demirlemiş metaller, ısıl işlemden önce çelik veya tavlama sonrası çelik olarak kullanılır.
Test prensibi: Belirli bir test yükü ile, test edilecek metalin yüzeyine belirli bir çapında sertleştirilmiş çelik bilyalı veya karbür topu bastırılır ve yük belirli bir süreden sonra boşaltılır ve girinti çapı Test edilecek yüzeyde ölçülür.
Hesaplama Formülü: Brinell sertlik değeri, yükün girintinin küresel yüzey alanına bölünmesiyle elde edilen bölümdür.
Rockwell sertliği (İK):
Uygulama kapsamı: Genellikle ısıl işlemden sonra sertlik gibi daha yüksek sertliğe sahip malzemeler için kullanılır.
Test prensibi: Brinell sertliğine benzer, ancak farklı problar (elmas) ve farklı hesaplama yöntemleri kullanma.
Türler: Uygulamaya bağlı olarak HRC (yüksek sertlik malzemeleri için), HRA, HRB ve diğer türler vardır.
Vickers sertliği (HV):
Uygulama kapsamı: Mikroskop analizi için uygun.
Test prensibi: Malzeme yüzeyine 120kg'dan az bir yük ve 136 ° 'lik bir tepe açısı olan bir elmas karesi koni girintisi ile bastırın ve Vickers sertlik değerini elde etmek için malzeme girinti çukurunun yüzey alanını yük değerine bölün.
LEEB Sertlik (HL):
Özellikler: Taşınabilir sertlik test cihazı, ölçülmesi kolay.
Test prensibi: Sertlik yüzeyini etkiledikten sonra darbe topu kafası tarafından üretilen sıçramayı kullanın ve sertliği numune yüzeyinden 1 mm'deki zeminin geri tepme hızının oranına göre hesaplayın.
Post süresi: 25 Eylül-2024
