Ang makunat na pagsubok ng lakas ay pangunahing ginagamit upang matukoy ang kakayahan ng mga metal na materyales upang labanan ang pinsala sa panahon ng proseso ng pag -uunat, at isa sa mga mahahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales.
1. Tensile Test
Ang tensile test ay batay sa mga pangunahing prinsipyo ng mga materyal na mekanika. Sa pamamagitan ng paglalapat ng isang makunat na pag -load sa materyal na sample sa ilalim ng ilang mga kundisyon, nagiging sanhi ito ng makunat na pagpapapangit hanggang sa masira ang sample. Sa panahon ng pagsubok, ang pagpapapangit ng eksperimentong sample sa ilalim ng iba't ibang mga naglo -load at ang maximum na pag -load kapag naitala ang mga sample na break, upang makalkula ang lakas ng ani, makunat na lakas at iba pang mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng materyal.
Stress σ = f/a
σ ay ang makunat na lakas (MPA)
F ang makunat na pag -load (n)
A ay ang cross-sectional area ng ispesimen
2. Tensile curve
Pagtatasa ng ilang mga yugto ng proseso ng pag -uunat:
a. Sa yugto ng OP na may isang maliit na pagkarga, ang pagpahaba ay nasa isang linear na relasyon sa pag -load, at ang FP ay ang maximum na pag -load upang mapanatili ang tuwid na linya.
b. Matapos ang pag-load ay lumampas sa FP, ang makunat na curve ay nagsisimula na kumuha ng isang di-linear na relasyon. Ang sample ay pumapasok sa paunang yugto ng pagpapapangit, at ang pag -load ay tinanggal, at ang sample ay maaaring bumalik sa orihinal na estado nito at elastically deform.
c. Matapos lumampas ang pag -load sa FE, ang pag -load ay tinanggal, bahagi ng pagpapapangit ay naibalik, at ang bahagi ng natitirang pagpapapangit ay mananatili, na tinatawag na plastik na pagpapapangit. Ang Fe ay tinatawag na nababanat na limitasyon.
d. Kapag tumataas ang pag -load, ang curve ng makunat ay nagpapakita ng sawtooth. Kapag ang pag -load ay hindi tataas o bumababa, ang kababalaghan ng patuloy na pagpahaba ng eksperimentong sample ay tinatawag na ani. Pagkatapos magbunga, ang sample ay nagsisimula na sumailalim sa halatang plastik na pagpapapangit.
e. Matapos magbunga, ang sample ay nagpapakita ng pagtaas ng paglaban sa pagpapapangit, pagpapatibay ng trabaho at pagpapalakas ng pagpapapangit. Kapag ang pag -load ay umabot sa FB, ang parehong bahagi ng sample ay nanginginig nang husto. Ang FB ay ang limitasyon ng lakas.
f. Ang kababalaghan ng pag -urong ay humahantong sa pagbawas sa kapasidad ng tindig ng sample. Kapag ang pag -load ay umabot sa FK, ang sample ay masira. Ito ay tinatawag na fracture load.
Lakas ng ani
Ang lakas ng ani ay ang maximum na halaga ng stress na ang isang materyal na metal ay maaaring makatiis mula sa simula ng plastik na pagpapapangit upang makumpleto ang bali kapag sumailalim sa panlabas na puwersa. Ang halagang ito ay minarkahan ang kritikal na punto kung saan ang mga materyal na paglilipat mula sa nababanat na yugto ng pagpapapangit hanggang sa yugto ng pagpapapangit ng plastik.
Pag -uuri
Mataas na lakas ng ani: Tumutukoy sa maximum na stress ng sample bago bumaba ang puwersa sa unang pagkakataon kapag naganap ang ani.
Mas mababang lakas ng ani: tumutukoy sa minimum na stress sa yugto ng ani kapag ang paunang lumilipas na epekto ay hindi pinansin. Dahil ang halaga ng mas mababang punto ng ani ay medyo matatag, karaniwang ginagamit ito bilang isang tagapagpahiwatig ng materyal na pagtutol, na tinatawag na ani point o lakas ng ani.
Formula ng pagkalkula
Para sa itaas na lakas ng ani: r = f / sₒ, kung saan ang f ang pinakamataas na puwersa bago bumaba ang puwersa sa unang pagkakataon sa yugto ng ani, at ang Sₒ ay ang orihinal na cross-sectional area ng sample.
Para sa mas mababang lakas ng ani: r = f / sₒ, kung saan ang F ay ang minimum na puwersa f na hindi papansin ang paunang lumilipas na epekto, at ang Sₒ ay ang orihinal na cross-sectional area ng sample.
Unit
Ang yunit ng lakas ng ani ay karaniwang MPa (megapascal) o N/mm² (Newton bawat square square).
Halimbawa
Kumuha ng mababang carbon steel bilang isang halimbawa, ang limitasyon ng ani nito ay karaniwang 207MPa. Kapag sumailalim sa isang panlabas na puwersa na mas malaki kaysa sa limitasyong ito, ang mababang carbon steel ay makagawa ng permanenteng pagpapapangit at hindi maibabalik; Kapag sumailalim sa isang panlabas na puwersa na mas mababa kaysa sa limitasyong ito, ang mababang carbon steel ay maaaring bumalik sa orihinal na estado nito.
Ang lakas ng ani ay isa sa mga mahahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales na metal. Sinasalamin nito ang kakayahan ng mga materyales upang pigilan ang pagpapapangit ng plastik kapag sumailalim sa mga panlabas na puwersa.
Lakas ng makunat
Ang lakas ng makunat ay ang kakayahan ng isang materyal na pigilan ang pinsala sa ilalim ng pag -load ng makunat, na partikular na ipinahayag bilang ang pinakamataas na halaga ng stress na maaaring makatiis ng materyal sa panahon ng proseso ng makunat. Kapag ang makunat na stress sa materyal ay lumampas sa makunat na lakas nito, ang materyal ay sumasailalim sa plastik na pagpapapangit o bali.
Formula ng pagkalkula
Ang formula ng pagkalkula para sa lakas ng makunat (σt) ay:
σt = f / a
Kung saan ang F ay ang maximum na lakas ng tensile (Newton, N) na ang ispesimen ay maaaring makatiis bago masira, at A ay ang orihinal na cross-sectional area ng ispesimen (square milimetro, mm²).
Unit
Ang yunit ng lakas ng makunat ay karaniwang MPa (megapascal) o N/mm² (Newton bawat square milimetro). Ang 1 MPa ay katumbas ng 1,000,000 Newtons bawat square meter, na katumbas din ng 1 N/mm².
Nakakaimpluwensya sa mga kadahilanan
Ang lakas ng makunat ay apektado ng maraming mga kadahilanan, kabilang ang komposisyon ng kemikal, microstructure, proseso ng paggamot sa init, pamamaraan ng pagproseso, atbp. Ang iba't ibang mga materyales ay may iba't ibang mga lakas ng tensyon, kaya sa mga praktikal na aplikasyon, kinakailangan upang pumili ng mga angkop na materyales batay sa mga mekanikal na katangian ng Mga Materyales.
Praktikal na aplikasyon
Ang lakas ng makunat ay isang napakahalagang parameter sa larangan ng agham at engineering, at madalas na ginagamit upang suriin ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales. Sa mga tuntunin ng disenyo ng istruktura, pagpili ng materyal, pagtatasa ng kaligtasan, atbp, ang lakas ng tensile ay isang kadahilanan na dapat isaalang -alang. Halimbawa, sa engineering engineering, ang makunat na lakas ng bakal ay isang mahalagang kadahilanan sa pagtukoy kung maaari itong makatiis ng mga naglo -load; Sa larangan ng aerospace, ang makunat na lakas ng magaan at mataas na lakas na materyales ay ang susi upang matiyak ang kaligtasan ng sasakyang panghimpapawid.
Lakas ng pagkapagod:
Ang pagkapagod ng metal ay tumutukoy sa proseso kung saan ang mga materyales at sangkap ay unti -unting gumagawa ng lokal na permanenteng pinagsama -samang pinsala sa isa o ilang mga lugar sa ilalim ng siklo ng stress o cyclic strain, at mga bitak o biglaang kumpletong bali ay nangyayari pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga siklo.
Mga tampok
Biglang sa Oras: Ang pagkabigo ng pagkapagod ng metal ay madalas na nangyayari nang bigla sa isang maikling panahon nang walang halatang mga palatandaan.
Lokalidad sa posisyon: Ang pagkabigo ng pagkapagod ay karaniwang nangyayari sa mga lokal na lugar kung saan puro ang stress.
Sensitibo sa kapaligiran at mga depekto: Ang pagkapagod ng metal ay napaka -sensitibo sa kapaligiran at maliliit na depekto sa loob ng materyal, na maaaring mapabilis ang proseso ng pagkapagod.
Nakakaimpluwensya sa mga kadahilanan
Stress amplitude: Ang laki ng stress ay direktang nakakaapekto sa pagkapagod ng buhay ng metal.
Average na magnitude ng stress: mas malaki ang average na stress, mas maikli ang nakakapagod na buhay ng metal.
Bilang ng mga siklo: Ang mas maraming beses ang metal ay nasa ilalim ng siklo ng stress o pilay, mas seryoso ang akumulasyon ng pagkasira ng pagkapagod.
Mga hakbang sa pag -iwas
I -optimize ang pagpili ng materyal: Piliin ang mga materyales na may mas mataas na mga limitasyon sa pagkapagod.
Pagbabawas ng konsentrasyon ng stress: Bawasan ang konsentrasyon ng stress sa pamamagitan ng disenyo ng istruktura o mga pamamaraan sa pagproseso, tulad ng paggamit ng mga bilog na paglipat ng sulok, pagtaas ng mga sukat ng cross-sectional, atbp.
Paggamot sa ibabaw: buli, pag -spray, atbp sa ibabaw ng metal upang mabawasan ang mga depekto sa ibabaw at pagbutihin ang lakas ng pagkapagod.
Inspeksyon at Pagpapanatili: Regular na suriin ang mga sangkap ng metal upang agad na makita at ayusin ang mga depekto tulad ng mga bitak; Panatilihin ang mga bahagi na madaling kapitan ng pagkapagod, tulad ng pagpapalit ng mga pagod na bahagi at pagpapatibay ng mahina na mga link.
Ang pagkapagod ng metal ay isang pangkaraniwang mode ng pagkabigo ng metal, na kung saan ay nailalarawan sa biglaang, lokalidad at pagiging sensitibo sa kapaligiran. Ang amplitude ng stress, average na magnitude ng stress at bilang ng mga siklo ay ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaapekto sa pagkapagod ng metal.
SN curve: Inilalarawan ang buhay ng pagkapagod ng mga materyales sa ilalim ng iba't ibang mga antas ng stress, kung saan ang S ay kumakatawan sa stress at n ay kumakatawan sa bilang ng mga siklo ng stress.
FORTIGE Lakas Coefficient Formula:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Kung saan ang (KA) ay ang kadahilanan ng pag -load, (KB) ay ang laki ng kadahilanan, (KC) ay ang kadahilanan ng temperatura, (KD) ay ang kadahilanan ng kalidad ng ibabaw, at (KE) ay ang kadahilanan ng pagiging maaasahan.
SN curve matematika expression:
(\ Sigma^m n = c)
Kung saan ang (\ Sigma) ay stress, n ang bilang ng mga siklo ng stress, at ang M at C ay mga materyal na constants.
Mga Hakbang sa Pagkalkula
Alamin ang mga materyal na constants:
Alamin ang mga halaga ng M at C sa pamamagitan ng mga eksperimento o sa pamamagitan ng pagtukoy sa may -katuturang panitikan.
Alamin ang kadahilanan ng konsentrasyon ng stress: isaalang -alang ang aktwal na hugis at sukat ng bahagi, pati na rin ang konsentrasyon ng stress na dulot ng mga fillet, keyway, atbp, upang matukoy ang kadahilanan ng konsentrasyon ng stress na K. Kalkulahin ang lakas ng pagkapagod: ayon sa curve ng SN at stress Ang kadahilanan ng konsentrasyon, na sinamahan ng buhay ng disenyo at antas ng stress ng pagtatrabaho ng bahagi, kalkulahin ang lakas ng pagkapagod.
2. Plasticity:
Ang plasticity ay tumutukoy sa pag -aari ng isang materyal na, kapag sumailalim sa panlabas na puwersa, ay gumagawa ng permanenteng pagpapapangit nang hindi masira kapag ang panlabas na puwersa ay lumampas sa nababanat na limitasyon nito. Ang pagpapapangit na ito ay hindi maibabalik, at ang materyal ay hindi babalik sa orihinal na hugis nito kahit na ang panlabas na puwersa ay tinanggal.
Plasticity index at ang formula ng pagkalkula nito
Pagpahaba (Δ)
Kahulugan: Ang pagpahaba ay ang porsyento ng kabuuang pagpapapangit ng seksyon ng gauge pagkatapos ng ispesimen ay makunat na nabali sa orihinal na haba ng gauge.
Formula: Δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Kung saan ang L0 ay ang orihinal na haba ng gauge ng ispesimen;
Ang L1 ay ang haba ng gauge pagkatapos masira ang ispesimen.
Pagbabawas ng Segmental (ψ)
Kahulugan: Ang pagbawas ng segment ay ang porsyento ng maximum na pagbawas sa cross-sectional area sa necking point matapos na masira ang ispesimen sa orihinal na cross-sectional area.
Formula: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Kung saan ang F0 ay ang orihinal na cross-sectional area ng ispesimen;
Ang F1 ay ang cross-sectional area sa necking point matapos masira ang ispesimen.
3. Tigas
Ang katigasan ng metal ay isang mekanikal na index ng pag -aari upang masukat ang tigas ng mga materyales na metal. Ipinapahiwatig nito ang kakayahang pigilan ang pagpapapangit sa lokal na dami sa ibabaw ng metal.
Pag -uuri at representasyon ng katigasan ng metal
Ang katigasan ng metal ay may iba't ibang mga pamamaraan ng pag -uuri at representasyon ayon sa iba't ibang mga pamamaraan ng pagsubok. Pangunahin na isama ang sumusunod:
Brinell Hardness (HB):
Saklaw ng aplikasyon: Karaniwan na ginagamit kapag ang materyal ay mas malambot, tulad ng mga di-ferrous metal, bakal bago ang paggamot sa init o pagkatapos ng pagsusubo.
Prinsipyo ng Pagsubok: Sa pamamagitan ng isang tiyak na laki ng pag -load ng pagsubok, isang matigas na bakal na bola o karbohidong bola ng isang tiyak na diameter ay pinindot sa ibabaw ng metal upang masuri, at ang pag -load ay na -load pagkatapos ng isang tinukoy na oras, at ang diameter ng indentation Sa ibabaw na masuri ay sinusukat.
Formula ng Pagkalkula: Ang halaga ng katigasan ng Brinell ay ang quient na nakuha sa pamamagitan ng paghati sa pag -load ng spherical na lugar ng ibabaw ng indentation.
Rockwell Hardness (HR):
Saklaw ng aplikasyon: Karaniwang ginagamit para sa mga materyales na may mas mataas na tigas, tulad ng tigas pagkatapos ng paggamot sa init.
Prinsipyo ng Pagsubok: Katulad sa katigasan ng Brinell, ngunit gumagamit ng iba't ibang mga probes (brilyante) at iba't ibang mga pamamaraan ng pagkalkula.
Mga Uri: Depende sa application, mayroong HRC (para sa mga mataas na materyales sa tigas), HRA, HRB at iba pang mga uri.
Vickers Hardness (HV):
Saklaw ng application: Angkop para sa pagsusuri ng mikroskopyo.
Prinsipyo ng Pagsubok: Pindutin ang materyal na ibabaw na may isang pag -load ng mas mababa sa 120kg at isang diamante na parisukat na kono indenter na may anggulo ng vertex na 136 °, at hatiin ang lugar ng ibabaw ng materyal na indentation ng hukbo sa pamamagitan ng halaga ng pag -load upang makuha ang halaga ng katigasan ng Vickers.
LEEB HARDNESS (HL):
Mga Tampok: Portable Tardness Tester, madaling sukatin.
Prinsipyo ng Pagsubok: Gumamit ng bounce na nabuo ng ulo ng ulo ng bola matapos na maapektuhan ang ibabaw ng tigas, at kalkulahin ang tigas sa pamamagitan ng ratio ng bilis ng rebound ng suntok sa 1mm mula sa sample na ibabaw hanggang sa bilis ng epekto.
Oras ng Mag-post: Sep-25-2024
