Tès la tensile nan fòs sitou itilize detèmine kapasite nan materyèl metal yo reziste domaj pandan pwosesis la etann, epi li se youn nan endikatè yo enpòtan pou evalye pwopriyete yo mekanik nan materyèl yo.
1. Tès tansyon
Tès la tensile baze sou prensip debaz yo nan mekanik materyèl. Lè w aplike yon chaj rupture nan echantiyon materyèl la nan sèten kondisyon, li lakòz deformation rupture jiskaske echantiyon an kraze. Pandan tès la, deformation echantiyon eksperimantal la anba chaj diferan ak chaj maksimòm lè echantiyon an kase anrejistre, konsa tankou kalkile fòs sede a, fòs rupture ak lòt endikatè pèfòmans nan materyèl la.
Estrès σ = F/A
σ se fòs rupture (MPa)
F se chaj la rupture (N)
A se zòn nan koup transvèsal echantiyon an
2. Tensile koub
Analiz plizyè etap nan pwosesis etann:
a. Nan etap nan OP ak yon ti chaj, elongasyon an se nan yon relasyon lineyè ak chaj la, ak Fp se chaj maksimòm nan kenbe liy dwat la.
b. Apre chaj la depase Fp, koub tensile a kòmanse pran yon relasyon ki pa lineyè. Echantiyon an antre nan etap deformation inisyal la, epi yo retire chaj la, epi echantiyon an ka retounen nan eta orijinal li ak elastik defòme.
c. Apre chaj la depase Fe, yo retire chaj la, yon pati nan deformation la retabli, epi yo kenbe yon pati nan deformation rezidyèl, ki rele deformation plastik. Fe yo rele limit elastik la.
d. Lè chaj la ogmante pi lwen, koub la tensile montre sawtooth. Lè chaj la pa ogmante oswa diminye, yo rele fenomèn elongasyon kontinyèl echantiyon eksperimantal la bay. Apre sede, echantiyon an kòmanse sibi deformation plastik evidan.
e. Apre sede, echantiyon an montre yon ogmantasyon nan rezistans deformation, travay redi ak ranfòse deformation. Lè chaj la rive nan Fb, menm pati nan echantiyon an retresi sevè. Fb se limit fòs la.
f. Fenomèn nan kontraksyon mennen nan yon diminisyon nan kapasite nan pote echantiyon an. Lè chaj la rive nan Fk, echantiyon an kraze. Yo rele sa chaj ka zo kase.
Sede fòs
Fòs sede se valè maksimòm estrès ke yon materyèl metal ka kenbe tèt ak depi nan konmansman an nan deformation plastik ranpli ka zo kase lè sibi fòs ekstèn. Valè sa a make pwen kritik kote materyèl tranzisyon soti nan etap deformation elastik la nan etap deformation plastik la.
Klasifikasyon
Fòs sede anwo: refere a estrès maksimòm echantiyon an anvan fòs la tonbe pou premye fwa lè sede rive.
Pi ba fòs sede: refere a estrès minimòm nan etap sede a lè efè inisyal pasajè inyore. Depi valè pwen sede ki pi ba a relativman estab, li anjeneral itilize kòm yon endikatè rezistans materyèl, ki rele pwen sede oswa fòs sede.
Fòmil kalkil
Pou fòs rannman anwo a: R = F / Sₒ, kote F se fòs maksimòm anvan fòs la tonbe pou premye fwa nan etap sede a, ak Sₒ se zòn orijinal transvèsal echantiyon an.
Pou pi ba fòs sede: R = F / Sₒ, kote F se fòs minimòm F la inyore efè inisyal pasajè a, ak Sₒ se zòn orijinal transvèsal echantiyon an.
Inite
Inite fòs sede se nòmalman MPa (megapaskal) oswa N/mm² (Newton pou chak milimèt kare).
Egzanp
Pran asye kabòn ki ba kòm yon egzanp, limit sede li se nòmalman 207MPa. Lè yo sibi yon fòs ekstèn ki pi gran pase limit sa a, asye kabòn ki ba pral pwodwi deformation pèmanan epi yo pa ka retabli; lè sibi yon fòs ekstèn mwens pase limit sa a, asye kabòn ki ba ka retounen nan eta orijinal li.
Fòs sede se youn nan endikatè enpòtan pou evalye pwopriyete mekanik materyèl metal yo. Li reflete kapasite materyèl yo reziste deformation plastik lè yo sibi fòs ekstèn.
Fòs rupture
Fòs rupture se kapasite yon materyèl pou reziste domaj anba chaj rupture, ki se espesyalman eksprime kòm valè maksimòm estrès ke materyèl la ka kenbe tèt ak pandan pwosesis la rupture. Lè estrès la rupture sou materyèl la depase fòs rupture li yo, materyèl la pral sibi deformation plastik oswa ka zo kase.
Fòmil kalkil
Fòmil kalkil pou fòs rupture (σt) se:
σt = F / A
Kote F se fòs rupture maksimòm (Newton, N) ke echantiyon an ka kenbe tèt ak anvan li kraze, ak A se zòn orijinal koup transvèsal echantiyon an (milimèt kare, mm²).
Inite
Inite fòs rupture se nòmalman MPa (megapascal) oswa N/mm² (Newton pou chak milimèt kare). 1 MPa egal a 1,000,000 Newton pou chak mèt kare, ki egal a 1 N/mm².
Faktè ki enfliyanse
Fòs rupture afekte pa anpil faktè, ki gen ladan konpozisyon chimik la, mikrostruktur, pwosesis tretman chalè, metòd pwosesis, elatriye. Diferan materyèl gen diferan fòs rupture, kidonk nan aplikasyon pratik, li nesesè yo chwazi materyèl apwopriye ki baze sou pwopriyete yo mekanik nan la. materyèl yo.
Aplikasyon pratik
Fòs rupture se yon paramèt trè enpòtan nan domèn syans materyèl ak jeni, epi li souvan itilize pou evalye pwopriyete mekanik materyèl yo. An tèm de konsepsyon estriktirèl, seleksyon materyèl, evalyasyon sekirite, elatriye, fòs rupture se yon faktè ki dwe konsidere. Pou egzanp, nan jeni konstriksyon, fòs rupture nan asye se yon faktè enpòtan nan detèmine si li ka kenbe tèt ak chay; nan domèn ayewospasyal, fòs rupture nan materyèl ki lejè ak segondè-fòs se kle nan asire sekirite nan avyon.
Fòs fatig:
Fatig metal refere a pwosesis la nan ki materyèl ak konpozan piti piti pwodwi lokal domaj pèmanan kimilatif nan youn oswa plizyè kote anba estrès siklik oswa souch siklik, ak fant oswa ka zo kase toudenkou konplè rive apre yon sèten kantite sik.
Karakteristik
Sibit nan tan: Echèk fatig metal souvan rive toudenkou nan yon kout peryòd de tan san siy evidan.
Lokal nan pozisyon: Echèk fatig anjeneral rive nan zòn lokal kote estrès konsantre.
Sansiblite nan anviwònman ak defo: Metal fatig trè sansib nan anviwònman an ak ti domaj andedan materyèl la, ki ka akselere pwosesis la fatig.
Faktè ki enfliyanse
Anplitid estrès: Grandè estrès dirèkteman afekte lavi fatig metal la.
Mwayèn estrès grandè: Plis estrès mwayèn pi gwo, se pi kout lavi fatig metal la.
Kantite sik: Plis fwa metal la anba estrès siklik oswa souch, pi grav la akimilasyon nan domaj fatig.
Mezi prevantif
Optimize seleksyon materyèl: Chwazi materyèl ki gen pi gwo limit fatig.
Diminye konsantrasyon estrès: Diminye konsantrasyon estrès atravè konsepsyon estriktirèl oswa metòd pwosesis, tankou lè l sèvi avèk tranzisyon kwen awondi, ogmante dimansyon kwa-seksyonèl, elatriye.
Tretman andigman: polisaj, flite, elatriye sou sifas metal la diminye domaj sifas ak amelyore fòs fatig.
Enspeksyon ak antretyen: Regilyèman enspekte eleman metal yo san pèdi tan detekte ak repare domaj tankou fant; kenbe pati ki gen tandans fatig, tankou ranplase pati chire ak ranfòse lyen fèb.
Fatig metal se yon mòd echèk metal komen, ki karakterize pa sibit, lokalite ak sansiblite nan anviwònman an. Anplitid estrès, grandè estrès mwayèn ak kantite sik yo se faktè prensipal ki afekte fatig metal.
Koub SN: dekri lavi fatig materyèl anba diferan nivo estrès, kote S reprezante estrès ak N reprezante kantite sik estrès.
Fòmil koyefisyan fòs fatig:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Ki kote (Ka) se faktè chaj la, (Kb) se faktè gwosè a, (Kc) se faktè tanperati a, (Kd) se faktè kalite sifas la, ak (Ke) se faktè fyab la.
SN koub ekspresyon matematik:
(\sigma^m N = C)
Kote (\sigma) se estrès, N se kantite sik estrès, epi m ak C se konstan materyèl.
Etap kalkil
Detèmine konstan materyèl yo:
Detèmine valè m ak C atravè eksperyans oswa lè w refere a literati ki enpòtan.
Detèmine faktè konsantrasyon estrès: Konsidere fòm aktyèl la ak gwosè pati a, osi byen ke konsantrasyon estrès ki te koze pa filet, klete, elatriye, pou detèmine faktè konsantrasyon estrès K. Kalkile fòs fatig: Dapre koub SN ak estrès. faktè konsantrasyon, konbine avèk lavi konsepsyon ak nivo estrès k ap travay nan pati a, kalkile fòs la fatig.
2. Plastisite:
Plastisite refere a pwopriyete a nan yon materyèl ki, lè sibi fòs ekstèn, pwodui deformation pèmanan san yo pa kraze lè fòs ekstèn lan depase limit elastik li yo. Deformation sa a irevokabl, epi materyèl la pa pral retounen nan fòm orijinal li menm si yo retire fòs ekstèn lan.
Endèks plastisit ak fòmil kalkil li yo
elongasyon (δ)
Definisyon: Pwolonjman se pousantaj deformation total seksyon kalib la apre echantiyon an fin kraze nan longè kalib orijinal la.
Fòmil: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Kote L0 se longè kalib orijinal echantiyon an;
L1 se longè kalib la apre echantiyon an kase.
Rediksyon segman (Ψ)
Definisyon: Rediksyon segmantal la se pousantaj rediksyon maksimòm nan zòn kwa-seksyonèl nan pwen kou a apre echantiyon an kase nan zòn orijinal la.
Fòmil: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Kote F0 se zòn orijinal orijinal echantiyon an;
F1 se zòn nan koup transvèsal nan pwen an kou apre echantiyon an kase.
3. dite
Metal dite se yon endèks pwopriyete mekanik pou mezire dite materyèl metal yo. Li endike kapasite pou reziste deformation nan volim lokal la sou sifas metal la.
Klasifikasyon ak reprezantasyon dite metal
Metal dite gen yon varyete metòd klasifikasyon ak reprezantasyon dapre metòd tès diferan. Sitou enkli bagay sa yo:
Brinell dite (HB):
Dimansyon aplikasyon: Anjeneral yo itilize lè materyèl la douser, tankou metal ki pa FERROUS, asye anvan tretman chalè oswa apre recuit.
Prensip tès la: Avèk yon sèten gwosè chaj tès, yon boul asye fè tèt di toujou oswa yon boul carbure ki gen yon sèten dyamèt bourade nan sifas metal la yo dwe teste, epi chaj la dechaje apre yon tan espesifye, ak dyamèt endentasyon an. sou sifas yo dwe teste yo mezire.
Fòmil kalkil: Valè dite Brinell la se kosyan yo jwenn nan divize chay la pa zòn sifas esferik endentasyon an.
Rockwell dite (HR):
Dimansyon aplikasyon: Anjeneral yo itilize pou materyèl ki gen pi wo dite, tankou dite apre tretman chalè.
Prensip tès la: Menm jan ak dite Brinell, men lè l sèvi avèk diferan sond (dyaman) ak metòd kalkil diferan.
Kalite: Tou depan de aplikasyon an, gen HRC (pou materyèl dite segondè), HRA, HRB ak lòt kalite.
Vickers dite (HV):
Dimansyon aplikasyon: Apwopriye pou analiz mikwoskòp.
Prensip tès la: Peze sifas materyèl la ak yon chaj ki mwens pase 120kg ak yon indenter kòn kare dyaman ak yon ang somè nan 136 °, epi divize sifas la nan twou san fon an indentation materyèl pa valè chaj la jwenn valè dite Vickers la.
Leeb dite (HL):
Karakteristik: tèsteur dite pòtab, fasil pou mezire.
Prensip tès la: Sèvi ak rebondisman ki te pwodwi pa tèt boul enpak la apre enpak sou sifas dite a, epi kalkile dite a pa rapò vitès detant kout pyen an nan 1mm soti nan sifas echantiyon an ak vitès enpak la.
Lè poste: 25-Sep-2024
