Defnyddir y prawf tynnol o gryfder yn bennaf i bennu gallu deunyddiau metel i wrthsefyll difrod yn ystod y broses ymestyn, ac mae'n un o'r dangosyddion pwysig ar gyfer gwerthuso priodweddau mecanyddol deunyddiau.
1. Prawf tynnol
Mae'r prawf tynnol yn seiliedig ar egwyddorion sylfaenol mecaneg faterol. Trwy gymhwyso llwyth tynnol i'r sampl ddeunydd o dan rai amodau, mae'n achosi dadffurfiad tynnol nes bod y sampl yn torri. Yn ystod y prawf, mae dadffurfiad y sampl arbrofol o dan wahanol lwythi a'r llwyth uchaf pan gofnodir y seibiannau sampl, er mwyn cyfrifo cryfder cynnyrch, cryfder tynnol a dangosyddion perfformiad eraill y deunydd.
Straen σ = f/a
σ yw'r cryfder tynnol (MPA)
F yw'r llwyth tynnol (n)
A yw ardal drawsdoriadol y sbesimen
2. Cromlin dynnol
Dadansoddiad o sawl cam o'r broses ymestyn:
a. Yn y cam OP gyda llwyth bach, mae'r elongation mewn perthynas linellol â'r llwyth, a FP yw'r llwyth uchaf i gynnal y llinell syth.
b. Ar ôl i'r llwyth fod yn fwy na FP, mae'r gromlin dynnol yn dechrau cymryd perthynas aflinol. Mae'r sampl yn mynd i mewn i'r cam dadffurfiad cychwynnol, a chaiff y llwyth ei dynnu, a gall y sampl ddychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol a'i ddadffurfio'n elastig.
c. Ar ôl i'r llwyth fod yn fwy na FE, mae'r llwyth yn cael ei dynnu, mae rhan o'r dadffurfiad yn cael ei adfer, a chadir rhan o'r dadffurfiad gweddilliol, a elwir yn ddadffurfiad plastig. Gelwir Fe yn derfyn elastig.
d. Pan fydd y llwyth yn cynyddu ymhellach, mae'r gromlin dynnol yn dangos llif llif. Pan nad yw'r llwyth yn cynyddu nac yn lleihau, gelwir ffenomen elongation parhaus y sampl arbrofol yn cynhyrchu. Ar ôl ildio, mae'r sampl yn dechrau cael dadffurfiad plastig amlwg.
e. Ar ôl cynhyrchu, mae'r sampl yn dangos cynnydd mewn ymwrthedd dadffurfiad, caledu gwaith a chryfhau dadffurfiad. Pan fydd y llwyth yn cyrraedd FB, mae'r un rhan o'r sampl yn crebachu'n sydyn. FB yw'r terfyn cryfder.
f. Mae'r ffenomen crebachu yn arwain at ostyngiad yng ngallu dwyn y sampl. Pan fydd y llwyth yn cyrraedd FK, mae'r sampl yn torri. Gelwir hyn yn llwyth torri esgyrn.
Cryfder Cynnyrch
Cryfder cynnyrch yw'r gwerth straen uchaf y gall deunydd metel ei wrthsefyll o ddechrau dadffurfiad plastig i gwblhau toriad pan fydd yn destun grym allanol. Mae'r gwerth hwn yn nodi'r pwynt critigol lle mae'r deunydd yn trawsnewid o'r cam dadffurfiad elastig i'r cam dadffurfiad plastig.
Nosbarthiadau
Cryfder cynnyrch uchaf: Yn cyfeirio at straen mwyaf y sampl cyn i'r heddlu ostwng am y tro cyntaf pan fydd cynhyrchu yn digwydd.
Cryfder Cynnyrch Is: Yn cyfeirio at y straen lleiaf yn y cam cynnyrch pan anwybyddir yr effaith dros dro cychwynnol. Gan fod gwerth y pwynt cynnyrch is yn gymharol sefydlog, fe'i defnyddir fel arfer fel dangosydd o wrthwynebiad materol, a elwir yn bwynt cynnyrch neu gryfder cynnyrch.
Fformiwla gyfrifo
Ar gyfer cryfder cynnyrch uchaf: r = f / sₒ, lle f yw'r grym mwyaf cyn i'r grym ostwng am y tro cyntaf yn y cam cynnyrch, ac sₒ yw ardal drawsdoriadol wreiddiol y sampl.
Ar gyfer cryfder cynnyrch is: r = f / sₒ, lle f yw'r lleiafswm grym F sy'n anwybyddu'r effaith dros dro cychwynnol, ac Sₒ yw ardal drawsdoriadol wreiddiol y sampl.
Unedau
Yr uned o gryfder cynnyrch fel arfer yw MPA (megapascal) neu n/mm² (Newton fesul milimedr sgwâr).
Hesiamol
Cymerwch ddur carbon isel fel enghraifft, ei derfyn cynnyrch fel arfer yw 207mpa. Pan fydd yn destun grym allanol sy'n fwy na'r terfyn hwn, bydd dur carbon isel yn cynhyrchu dadffurfiad parhaol ac ni ellir ei adfer; Pan fydd yn destun grym allanol llai na'r terfyn hwn, gall dur carbon isel ddychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol.
Cryfder cynnyrch yw un o'r dangosyddion pwysig ar gyfer gwerthuso priodweddau mecanyddol deunyddiau metel. Mae'n adlewyrchu gallu deunyddiau i wrthsefyll dadffurfiad plastig pan fydd yn destun grymoedd allanol.
Cryfder tynnol
Cryfder tynnol yw gallu deunydd i wrthsefyll difrod o dan lwyth tynnol, a fynegir yn benodol fel y gwerth straen uchaf y gall y deunydd ei wrthsefyll yn ystod y broses dynnu. Pan fydd y straen tynnol ar y deunydd yn fwy na'i gryfder tynnol, bydd y deunydd yn cael ei ddadffurfio neu ei dorri.
Fformiwla gyfrifo
Y fformiwla gyfrifo ar gyfer cryfder tynnol (σt) yw:
σt = f / a
Lle f yw'r grym tynnol uchaf (Newton, n) y gall y sbesimen ei wrthsefyll cyn torri, ac A yw ardal drawsdoriadol wreiddiol y sbesimen (milimedr sgwâr, mm²).
Unedau
Yr uned o gryfder tynnol fel arfer yw MPA (megapascal) neu N/mm² (Newton fesul milimedr sgwâr). Mae 1 MPa yn hafal i 1,000,000 o newtonau fesul metr sgwâr, sydd hefyd yn hafal i 1 N/mm².
Ffactorau dylanwadu
Mae llawer o ffactorau yn effeithio ar gryfder tynnol, gan gynnwys y cyfansoddiad cemegol, microstrwythur, proses trin gwres, dull prosesu, ac ati. Mae gan wahanol ddefnyddiau gryfderau tynnol gwahanol, felly mewn cymwysiadau ymarferol, mae angen dewis deunyddiau addas yn seiliedig ar briodweddau mecanyddol y deunyddiau.
Cais Ymarferol
Mae cryfder tynnol yn baramedr pwysig iawn ym maes gwyddoniaeth deunyddiau a pheirianneg, ac fe'i defnyddir yn aml i werthuso priodweddau mecanyddol deunyddiau. O ran dyluniad strwythurol, dewis deunydd, asesu diogelwch, ac ati, mae cryfder tynnol yn ffactor y mae'n rhaid ei ystyried. Er enghraifft, mewn peirianneg adeiladu, mae cryfder tynnol dur yn ffactor pwysig wrth benderfynu a all wrthsefyll llwythi; Ym maes awyrofod, cryfder tynnol deunyddiau ysgafn a chryfder uchel yw'r allwedd i sicrhau diogelwch awyrennau.
Cryfder blinder:
Mae blinder metel yn cyfeirio at y broses lle mae deunyddiau a chydrannau'n cynhyrchu difrod cronnus parhaol lleol yn raddol mewn un neu sawl man o dan straen cylchol neu straen cylchol, ac mae craciau neu doriadau cyflawn sydyn yn digwydd ar ôl i nifer benodol o gylchoedd.
Nodweddion
Suddeness Mewn Amser: Mae methiant blinder metel yn aml yn digwydd yn sydyn mewn cyfnod byr o amser heb arwyddion amlwg.
Ardal yn ei le: Mae methiant blinder fel arfer yn digwydd mewn ardaloedd lleol lle mae straen wedi'i ganoli.
Sensitifrwydd i'r amgylchedd a diffygion: Mae blinder metel yn sensitif iawn i'r amgylchedd a diffygion bach y tu mewn i'r deunydd, a allai gyflymu'r broses blinder.
Ffactorau dylanwadu
Osgled straen: Mae maint y straen yn effeithio'n uniongyrchol ar fywyd blinder y metel.
Maint Straen Cyfartalog: Po fwyaf yw'r straen cyfartalog, y byrraf yw bywyd blinder y metel.
Nifer y cylchoedd: po fwyaf o weithiau mae'r metel o dan straen neu straen cylchol, y mwyaf difrifol yw cronni difrod blinder.
Mesurau Ataliol
Optimeiddio Dewis Deunydd: Dewiswch ddeunyddiau sydd â therfynau blinder uwch.
Lleihau crynodiad straen: Lleihau crynodiad straen trwy ddylunio neu ddulliau prosesu strwythurol, megis defnyddio trawsnewidiadau cornel crwn, cynyddu dimensiynau trawsdoriadol, ac ati.
Triniaeth arwyneb: sgleinio, chwistrellu, ac ati ar yr wyneb metel i leihau diffygion arwyneb a gwella cryfder blinder.
Arolygu a Chynnal a Chadw: Archwiliwch gydrannau metel yn rheolaidd i ganfod ac atgyweirio diffygion fel craciau yn brydlon; Cynnal rhannau sy'n dueddol o flinder, megis ailosod rhannau sydd wedi treulio ac atgyfnerthu cysylltiadau gwan.
Mae blinder metel yn ddull methiant metel cyffredin, sy'n cael ei nodweddu gan sydyn, ardal a sensitifrwydd i'r amgylchedd. Osgled straen, maint straen ar gyfartaledd a nifer y cylchoedd yw'r prif ffactorau sy'n effeithio ar flinder metel.
Cromlin SN: Yn disgrifio bywyd blinder deunyddiau o dan wahanol lefelau straen, lle mae S yn cynrychioli straen ac mae n yn cynrychioli nifer y cylchoedd straen.
Fformiwla cyfernod cryfder blinder:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Lle (ka) yw'r ffactor llwyth, (kb) yw'r ffactor maint, (kc) yw'r ffactor tymheredd, (kd) yw'r ffactor ansawdd arwyneb, a (ke) yw'r ffactor dibynadwyedd.
Mynegiad Mathemategol Cromlin SN:
(\ Sigma^m n = c)
Lle mae (\ sigma) yn straen, n yw nifer y cylchoedd straen, ac mae M ac C yn gysonion materol.
Camau cyfrifo
Pennu'r cysonion materol:
Darganfyddwch werthoedd M ac C trwy arbrofion neu trwy gyfeirio at lenyddiaeth berthnasol.
Darganfyddwch y ffactor crynodiad straen: Ystyriwch siâp a maint gwirioneddol y rhan, yn ogystal â'r crynodiad straen a achosir gan ffiledau, allweddellau, ac ati, i bennu'r ffactor crynodiad straen K. Cyfrifwch gryfder blinder: yn ôl cromlin a straen SN Ffactor canolbwyntio, ynghyd â bywyd dylunio a lefel straen gweithio'r rhan, cyfrifwch gryfder y blinder.
2. Plastigrwydd:
Mae plastigrwydd yn cyfeirio at eiddo deunydd sydd, pan fydd yn destun grym allanol, yn cynhyrchu dadffurfiad parhaol heb dorri pan fydd y grym allanol yn fwy na'i derfyn elastig. Mae'r dadffurfiad hwn yn anghildroadwy, ac ni fydd y deunydd yn dychwelyd i'w siâp gwreiddiol hyd yn oed os yw'r grym allanol yn cael ei dynnu.
Mynegai plastigrwydd a'i fformiwla gyfrifo
Hirguliad (δ)
Diffiniad: Elongation yw canran cyfanswm dadffurfiad yr adran fesur ar ôl i'r sbesimen gael ei dorri'n dynnaf i hyd y mesurydd gwreiddiol.
Fformiwla: δ = (l1 - l0) / l0 × 100%
Lle l0 yw hyd mesur gwreiddiol y sbesimen;
L1 yw hyd y mesurydd ar ôl i'r sbesimen gael ei dorri.
Gostyngiad cylchrannol (ψ)
Diffiniad: Y gostyngiad cylchrannol yw canran y gostyngiad uchaf yn yr ardal drawsdoriadol yn y man golchi ar ôl i'r sbesimen gael ei dorri i'r ardal drawsdoriadol wreiddiol.
Fformiwla: ψ = (f0 - f1) / f0 × 100%
Lle F0 yw ardal drawsdoriadol wreiddiol y sbesimen;
F1 yw'r ardal drawsdoriadol yn y man necking ar ôl i'r sbesimen gael ei dorri.
3. Caledwch
Mynegai eiddo mecanyddol yw caledwch metel i fesur caledwch deunyddiau metel. Mae'n nodi'r gallu i wrthsefyll dadffurfiad yn y gyfrol leol ar yr wyneb metel.
Dosbarthiad a chynrychiolaeth o galedwch metel
Mae gan galedwch metel amrywiaeth o ddulliau dosbarthu a chynrychioli yn ôl gwahanol ddulliau prawf. Gan gynnwys y canlynol yn bennaf:
Caledwch Brinell (HB):
Cwmpas y cais: Fe'i defnyddir yn gyffredinol pan fydd y deunydd yn feddalach, fel metelau anfferrus, dur cyn triniaeth wres neu ar ôl anelio.
Egwyddor y Prawf: Gyda maint penodol o lwyth prawf, mae pêl ddur caledu neu bêl carbid o ddiamedr penodol yn cael ei phwyso i wyneb y metel i'w brofi, ac mae'r llwyth yn cael ei ddadlwytho ar ôl amser penodol, a diamedr yr indentation Mae ar yr wyneb sydd i'w brofi yn cael ei fesur.
Fformiwla gyfrifo: Gwerth caledwch Brinell yw'r cyniferydd a geir trwy rannu'r llwyth ag arwynebedd sfferig yr indentation.
Caledwch Rockwell (AD):
Cwmpas y Cymhwysiad: Defnyddir yn gyffredinol ar gyfer deunyddiau â chaledwch uwch, megis caledwch ar ôl triniaeth wres.
Egwyddor Prawf: Yn debyg i galedwch Brinell, ond gan ddefnyddio gwahanol stilwyr (diemwnt) a gwahanol ddulliau cyfrifo.
Mathau: Yn dibynnu ar y cais, mae HRC (ar gyfer deunyddiau caledwch uchel), HRA, HRB a mathau eraill.
Caledwch Vickers (HV):
Cwmpas y Cais: Yn addas ar gyfer dadansoddiad microsgop.
Egwyddor Prawf: Pwyswch yr arwyneb deunydd gyda llwyth o lai na 120kg a chôn sgwâr diemwnt indenter gydag ongl fertig o 136 °, a rhannwch arwynebedd arwynebedd y pwll indentation materol yn ôl gwerth y llwyth i gael gwerth caledwch Vickers.
Caledwch Leeb (HL):
Nodweddion: Profwr caledwch cludadwy, hawdd ei fesur.
Egwyddor y Prawf: Defnyddiwch y bownsio a gynhyrchir gan y pen pêl effaith ar ôl effeithio ar yr wyneb caledwch, a chyfrifwch y caledwch yn ôl cymhareb cyflymder adlam y dyrnu ar 1mm o arwyneb y sampl i'r cyflymder effaith.
Amser Post: Medi-25-2024
