Uji kakuatan tegangan utamana dianggo pikeun nangtukeun kamampuan bahan logam pikeun nolak karusakan nalika prosés manjang, sareng mangrupikeun salah sahiji indikator penting pikeun ngevaluasi sipat mékanis bahan.
1. Uji Tensile
Tés tensile dumasar kana prinsip dasar mékanika bahan. Ku nerapkeun beban tensile kana sampel bahan dina kaayaan nu tangtu, éta ngabalukarkeun deformasi tensile dugi sampel megatkeun. Salila tés, deformasi sampel ékspérimén dina beban béda jeung beban maksimum nalika putus sampel dirékam, ku kituna pikeun ngitung kakuatan ngahasilkeun, kakuatan tensile sarta indikator kinerja séjén tina bahan.
Tegangan σ = F/A
σ nyaéta kakuatan tarik (MPa)
F nyaéta beban tensile (N)
A nyaéta aréa cross-sectional tina specimen
2. kurva Tensile
Analisis sababaraha tahapan prosés manjang:
a. Dina tahap OP kalayan beban leutik, elongation aya dina hubungan linier jeung beban, sarta Fp nyaéta beban maksimum pikeun ngajaga garis lempeng.
b. Saatos beban ngaleuwihan Fp, kurva tensile mimiti nyandak hubungan non-linier. Sampel asup kana tahap deformasi awal, sareng beban dileungitkeun, sareng sampel tiasa uih deui ka kaayaan aslina sareng deformasi elastis.
c. Saatos beban ngaleuwihan Fe, beban dileungitkeun, bagian tina deformasi dibalikeun, sareng bagian tina deformasi residual dipikagaduh, anu disebut deformasi plastik. Fe disebut wates elastis.
d. Nalika beban nambahan salajengna, kurva tensile nembongkeun sawtooth. Nalika beban henteu ningkat atanapi turun, fenomena elongasi kontinyu tina sampel ékspérimén disebut ngahasilkeun. Saatos ngahasilkeun, sampel mimiti ngalaman deformasi plastik atra.
e. Saatos ngahasilkeun, sampel nembongkeun paningkatan dina résistansi deformasi, hardening karya jeung strengthening deformasi. Nalika beban ngahontal Fb, bagian anu sami tina sampel nyusut nyirorot. Fb teh wates kakuatan.
f. Fenomena shrinkage ngabalukarkeun panurunan dina kapasitas bantalan sampel. Lamun beban ngahontal Fk, sampel megatkeun. Ieu disebut beban narekahan.
Kakuatan ngahasilkeun
Kakuatan ngahasilkeun nyaéta nilai stress maksimum anu bahan logam bisa tahan ti mimiti deformasi plastik nepi ka narekahan lengkep nalika subjected kana gaya éksternal. Nilai ieu nandaan titik kritis dimana bahan transisi tina tahap deformasi elastis ka tahap deformasi plastik.
Klasifikasi
Kakuatan ngahasilkeun luhur: nujul kana stress maksimum sampel saméméh gaya pakait pikeun kahiji kalina nalika ngahasilkeun lumangsung.
Kakuatan ngahasilkeun handap: nujul kana stress minimum dina tahap ngahasilkeun nalika pangaruh fana awal teu dipalire. Kusabab nilai titik ngahasilkeun handap rélatif stabil, éta biasana dipaké salaku indikator résistansi bahan, disebut titik ngahasilkeun atawa kakuatan ngahasilkeun.
Rumus itungan
Pikeun kakuatan ngahasilkeun luhur: R = F / Sₒ, dimana F nyaéta gaya maksimum saméméh gaya turun pikeun kahiji kalina dina tahap ngahasilkeun, sarta Sₒ mangrupakeun aréa cross-sectional aslina tina sampel.
Pikeun kakuatan ngahasilkeun handap: R = F / Sₒ, dimana F nyaéta gaya minimum F malire pangaruh fana awal, sarta Sₒ mangrupakeun aréa cross-sectional aslina tina sampel.
Unit
Hijian kakuatan ngahasilkeun biasana MPa (megapascal) atanapi N/mm² (Newton per millimeter kuadrat).
Conto
Candak baja karbon low sabagé conto, wates ngahasilkeun na biasana 207MPa. Lamun subjected kana gaya éksternal gede ti wates ieu, baja karbon low bakal ngahasilkeun deformasi permanén tur teu bisa dibalikeun deui; lamun subjected kana gaya éksternal kirang ti wates ieu, baja karbon low bisa balik deui ka kaayaan aslina.
Kakuatan ngahasilkeun mangrupikeun salah sahiji indikator penting pikeun ngevaluasi sipat mékanis bahan logam. Éta ngagambarkeun kamampuan bahan pikeun nolak deformasi plastik nalika aya kakuatan luar.
Kakuatan regangan
Kakuatan tensile nyaéta kamampuan bahan pikeun nolak karusakan dina beban tensile, anu sacara khusus dinyatakeun salaku nilai tegangan maksimum anu bahanna tiasa tahan salami prosés tegangan. Nalika tegangan tensile dina bahan ngaleuwihan kakuatan tensile na, bahan bakal ngalaman deformasi palastik atawa narekahan.
Rumus itungan
Rumus itungan pikeun kakuatan tensile (σt) nyaéta:
σt = F / A
Dimana F nyaéta gaya tensile maksimum (Newton, N) nu bisa nahan spésimén saméméh megatkeun, sarta A nyaéta aréa cross-sectional aslina tina spésimen (milimeter pasagi, mm²).
Unit
Hijian kakuatan tegangan biasana MPa (megapascal) atanapi N/mm² (Newton per milimeter pasagi). 1 MPa sarua jeung 1.000.000 Newton per méter pasagi, nu ogé sarua jeung 1 N/mm².
Faktor anu mangaruhan
Kakuatan tensile dipangaruhan ku sababaraha faktor, kalebet komposisi kimia, struktur mikro, prosés perlakuan panas, metode pamrosésan, jsb. bahan.
Aplikasi praktis
Kakuatan tensile mangrupikeun parameter anu penting dina widang élmu bahan sareng rékayasa, sareng sering dianggo pikeun ngira-ngira sipat mékanis bahan. Dina hal desain struktural, pilihan bahan, penilaian kaamanan, jsb, kakuatan tensile mangrupikeun faktor anu kedah dipertimbangkeun. Contona, dina rékayasa konstruksi, kakuatan tensile tina baja mangrupa faktor penting dina nangtukeun naha éta bisa tahan beban; dina widang aerospace, kakuatan tensile bahan lightweight sarta-kakuatan tinggi mangrupakeun konci pikeun mastikeun kasalametan pesawat.
Kakuatan kacapean:
Kacapean logam ngarujuk kana prosés dimana bahan sareng komponén laun-laun ngahasilkeun karusakan kumulatif permanén lokal di hiji atanapi sababaraha tempat dina kaayaan setrés siklik atanapi galur siklik, sareng retakan atanapi narekahan lengkep ngadadak lumangsung saatos sababaraha siklus.
Fitur
Ngadadak dina waktu: Gagal kacapean logam mindeng lumangsung ujug-ujug dina periode pondok waktu tanpa tanda atra.
Lokalitas dina posisi: Gagal kacapean biasana lumangsung di wewengkon lokal dimana stress ieu ngumpul.
Sensitipitas kana lingkungan sareng cacad: Kacapean logam sénsitip pisan kana lingkungan sareng cacad leutik di jero bahan, anu tiasa ngagancangkeun prosés kacapean.
Faktor anu mangaruhan
Amplitudo setrés: Gedéna setrés langsung mangaruhan kahirupan kacapean logam.
Gedéna setrés rata-rata: Langkung ageung setrés rata-rata, langkung pondok umur kacapean logam.
Jumlah siklus: Beuki kali logam dina kaayaan stress siklik atawa galur, beuki serius akumulasi karuksakan kacapean.
Ukuran preventif
Optimalkeun pilihan bahan: Pilih bahan sareng wates kacapean anu langkung luhur.
Ngurangan konsentrasi setrés: Ngurangan konsentrasi setrés ku cara desain struktural atanapi metode ngolah, sapertos nganggo transisi sudut bunder, ningkatkeun dimensi cross-sectional, jsb.
Perlakuan permukaan: Polishing, nyemprot, jsb dina beungeut logam pikeun ngurangan defects permukaan jeung ningkatkeun kakuatan kacapean.
Inspeksi jeung perawatan: Rutin mariksa komponén logam pikeun promptly ngadeteksi na ngalereskeun defects kayaning retakan; ngajaga bagian rawan kacapean, kayaning ngaganti bagian dipaké sarta reinforcing link lemah.
Kacapean logam mangrupikeun modeu gagal logam umum, anu dicirikeun ku dadakan, lokalitas sareng sensitipitas kana lingkungan. Amplitudo setrés, magnitudo setrés rata-rata sareng jumlah siklus mangrupikeun faktor utama anu mangaruhan kacapean logam.
Kurva SN: ngagambarkeun kahirupan kacapean bahan dina tingkat setrés anu béda, dimana S ngagambarkeun setrés sareng N ngagambarkeun jumlah siklus setrés.
Rumus koefisien kakuatan kacapean:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Dimana (Ka) nyaéta faktor beban, (Kb) nyaéta faktor ukuran, (Kc) nyaéta faktor suhu, (Kd) nyaéta faktor kualitas permukaan, jeung (Ke) nyaéta faktor réliabilitas.
SN kurva éksprési matematik:
(\sigma^m N = C)
Dimana (\sigma) nyaéta setrés, N nyaéta jumlah siklus setrés, sareng m sareng C nyaéta konstanta bahan.
Léngkah itungan
Nangtukeun konstanta bahan:
Nangtukeun nilai m jeung C ngaliwatan percobaan atawa ku ngarujuk kana literatur relevan.
Nangtukeun faktor konsentrasi stress: Mertimbangkeun bentuk sabenerna sarta ukuran bagian, kitu ogé konsentrasi stress disababkeun ku fillets, keyways, jsb, pikeun nangtukeun faktor konsentrasi stress K. Ngitung kakuatan kacapean: Numutkeun kurva SN jeung stress. Faktor konsentrasi, digabungkeun sareng kahirupan desain sareng tingkat setrés kerja bagian, ngitung kakuatan kacapean.
2. Plastisitas:
Plastisitas nujul kana sipat hiji bahan anu, nalika ngalaman gaya éksternal, ngahasilkeun deformasi permanén tanpa megatkeun lamun gaya éksternal ngaleuwihan wates elastis na. Deformasi ieu teu bisa malik, sarta bahan moal balik deui ka bentuk aslina sanajan gaya éksternal dihapus.
Indéks plastisitas sareng rumus itunganna
Élongasi (δ)
Harti: Elongation nyaéta persentase tina total deformasi bagian gauge sanggeus specimen ieu tensile fractured kana panjang gauge aslina.
Rumus: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Dimana L0 nyaéta panjang gauge aslina tina specimen;
L1 nyaeta panjang gauge sanggeus specimen rusak.
Pangurangan ségméntal (Ψ)
Harti: Pangurangan ségméntal nyaéta perséntase pangurangan maksimum dina aréa cross-sectional dina titik necking sanggeus specimen pegat kana aréa cross-sectional aslina.
Rumus: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Dimana F0 mangrupakeun aréa cross-sectional aslina tina specimen;
F1 nyaéta wewengkon cross-sectional dina titik necking sanggeus specimen pegat.
3. Teuas
Teu karasa logam nyaéta indéks sipat mékanis pikeun ngukur karasa bahan logam. Éta nunjukkeun kamampuan nolak deformasi dina volume lokal dina permukaan logam.
Klasifikasi sarta ngagambarkeun karasa logam
Teu karasa logam boga rupa-rupa klasifikasi jeung métode ngagambarkeun nurutkeun métode tés béda. Utamana kalebet di handap ieu:
Karasa Brinell (HB):
Lingkup aplikasi: Umumna dipaké nalika bahan lemes, kayaning logam non-ferrous, baja saméméh perlakuan panas atawa sanggeus annealing.
Prinsip tés: Kalayan ukuran beban tés anu tangtu, bal baja anu keras atanapi bal karbida kalayan diaméter anu tangtu dipencet kana permukaan logam anu bakal diuji, sareng beban dibongkar saatos waktos anu ditangtukeun, sareng diaméter indentation. dina beungeut cai pikeun diuji diukur.
Rumus itungan: Nilai karasa Brinell nyaéta hasil anu diala ku ngabagi beban ku luas permukaan buleud tina indentation.
Rockwell karasa (HR):
Lingkup aplikasi: Umumna dipaké pikeun bahan kalawan karasa luhur, kayaning karasa sanggeus perlakuan panas.
Prinsip tés: Sarupa jeung karasa Brinell, tapi ngagunakeun panyilidikan béda (inten) jeung métode itungan béda.
Jenis: Gumantung kana aplikasi, aya HRC (pikeun bahan karasa tinggi), HRA, HRB jeung tipe séjén.
Vickers karasa (HV):
Lingkup aplikasi: Cocog jeung analisis mikroskop.
Prinsip tés: Pencét permukaan bahan kalayan beban kirang ti 120kg sareng indenter congcot kuadrat inten kalayan sudut vertex 136 °, sareng ngabagi aréa permukaan pit indentation bahan ku nilai beban pikeun kéngingkeun nilai karasa Vickers.
Teu karasa Leeb (HL):
Fitur: Tester karasa portabel, gampang diukur.
Prinsip tés: Anggo mumbul anu dibangkitkeun ku sirah bal dampak saatos mangaruhan permukaan karasa, sareng ngitung karasa ku babandingan laju rebound punch dina 1mm tina permukaan sampel kana laju dampak.
waktos pos: Sep-25-2024
