Gücün dartılma sınağı əsasən metal materialların gərilmə prosesi zamanı zədələrə qarşı müqavimət qabiliyyətini müəyyən etmək üçün istifadə olunur və materialların mexaniki xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək üçün vacib göstəricilərdən biridir.
1. Dartma testi
Dartma sınağı material mexanikasının əsas prinsiplərinə əsaslanır. Müəyyən şərtlər altında material nümunəsinə dartılma yükü tətbiq etməklə, nümunə qırılana qədər dartılma deformasiyasına səbəb olur. Sınaq zamanı müxtəlif yüklər altında eksperimental nümunənin deformasiyası və nümunənin qırılması zamanı maksimum yük qeydə alınır, beləliklə materialın axma dayanıqlığı, dartılma gücü və digər performans göstəriciləri hesablanır.
Stress σ = F/A
σ dartılma gücüdür (MPa)
F - dartılma yükü (N)
A nümunənin en kəsiyinin sahəsidir
2. Dartma əyrisi
Dartma prosesinin bir neçə mərhələsinin təhlili:
a. Kiçik yüklə OP mərhələsində uzanma yüklə xətti əlaqədədir və Fp düz xətti saxlamaq üçün maksimum yükdür.
b. Yük Fp-dən çox olduqdan sonra dartılma əyrisi qeyri-xətti əlaqə almağa başlayır. Nümunə ilkin deformasiya mərhələsinə daxil olur və yük çıxarılır və nümunə ilkin vəziyyətinə qayıda bilər və elastik deformasiyaya uğraya bilər.
c. Yük Fe-dən çox olduqdan sonra yük götürülür, deformasiyanın bir hissəsi bərpa olunur və qalıq deformasiyanın bir hissəsi saxlanılır ki, bu da plastik deformasiya adlanır. Fe elastik həddi adlanır.
d. Yük daha da artdıqda, dartılma əyrisi mişar dişini göstərir. Yük artmadıqda və ya azaldıqda eksperimental nümunənin davamlı uzanması hadisəsi məhsuldarlıq adlanır. Məhsul verdikdən sonra nümunə aşkar plastik deformasiyaya məruz qalmağa başlayır.
e. Nümunə verildikdən sonra deformasiya müqavimətinin artması, işin sərtləşməsi və deformasiyanın gücləndirilməsi müşahidə olunur. Yük Fb-ə çatdıqda, nümunənin eyni hissəsi kəskin şəkildə azalır. Fb güc həddidir.
f. Büzülmə fenomeni nümunənin daşıma qabiliyyətinin azalmasına səbəb olur. Yük Fk-a çatdıqda nümunə qırılır. Buna sınıq yükü deyilir.
Məhsuldarlıq Gücü
Çıxış gücü, metal materialın xarici qüvvəyə məruz qaldıqda plastik deformasiyanın başlanğıcından tam qırılmaya qədər davam edə biləcəyi maksimum gərginlik dəyəridir. Bu dəyər materialın elastik deformasiya mərhələsindən plastik deformasiya mərhələsinə keçdiyi kritik nöqtəni qeyd edir.
Təsnifat
Üst məhsuldarlıq gücü: məhsuldarlıq baş verən zaman ilk dəfə qüvvə düşməzdən əvvəl nümunənin maksimum gərginliyinə aiddir.
Aşağı məhsuldarlıq gücü: ilkin keçici təsir nəzərə alınmadıqda məhsuldarlıq mərhələsindəki minimum gərginliyə aiddir. Aşağı məhsuldarlıq nöqtəsinin dəyəri nisbətən sabit olduğundan, adətən məhsuldarlıq nöqtəsi və ya məhsuldarlıq adlanan material müqavimətinin göstəricisi kimi istifadə olunur.
Hesablama düsturu
Üst məhsuldarlıq gücü üçün: R = F / Sₒ, burada F, məhsuldarlıq mərhələsində ilk dəfə qüvvə düşməzdən əvvəl maksimum qüvvədir və Sₒ nümunənin orijinal kəsik sahəsidir.
Aşağı məhsuldarlıq gücü üçün: R = F / Sₒ, burada F ilkin keçici təsirə məhəl qoymayan minimum F qüvvəsidir və Sₒ nümunənin orijinal en kəsiyinin sahəsidir.
Vahid
Məhsuldarlığın vahidi adətən MPa (meqapaskal) və ya N/mm² (kvadrat millimetr üçün Nyuton) olur.
Misal
Nümunə olaraq aşağı karbonlu poladı götürün, onun məhsuldarlıq həddi adətən 207MPa-dır. Bu həddən artıq xarici qüvvəyə məruz qaldıqda, aşağı karbonlu polad daimi deformasiya yaradacaq və bərpa oluna bilməz; bu həddən az xarici qüvvəyə məruz qaldıqda, aşağı karbonlu polad orijinal vəziyyətinə qayıda bilər.
Çıxış gücü metal materialların mexaniki xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək üçün vacib göstəricilərdən biridir. Xarici qüvvələrə məruz qaldıqda materialların plastik deformasiyaya müqavimət göstərmə qabiliyyətini əks etdirir.
Dartma gücü
Dartma gücü materialın dartma yükü altında zədələrə qarşı durma qabiliyyətidir və bu, materialın dartılma prosesi zamanı dözə biləcəyi maksimum gərginlik dəyəri kimi xüsusi olaraq ifadə edilir. Materialdakı dartılma gərginliyi onun dartılma gücünü aşdıqda, material plastik deformasiyaya və ya qırılmaya məruz qalacaq.
Hesablama düsturu
Dartma gücü (σt) üçün hesablama düsturu belədir:
σt = F / A
Burada F nümunənin qırılmadan əvvəl dayana biləcəyi maksimum dartma qüvvəsidir (Nyuton, N), A isə nümunənin orijinal en kəsiyinin sahəsidir (kvadrat millimetr, mm²).
Vahid
Dartma gücü vahidi adətən MPa (meqapaskal) və ya N/mm² (kvadrat millimetr üçün Nyuton) olur. 1 MPa kvadrat metrə 1.000.000 Nyutona bərabərdir ki, bu da 1 N/mm²-ə bərabərdir.
Təsir edən amillər
Dartma müqavimətinə bir çox amillər, o cümlədən kimyəvi tərkib, mikrostruktur, istilik müalicəsi prosesi, emal üsulu və s. təsir göstərir. Müxtəlif materiallar müxtəlif dartılma gücünə malikdir, buna görə də praktiki tətbiqlərdə mexaniki xassələrə əsaslanaraq uyğun materialları seçmək lazımdır. materiallar.
Praktik tətbiq
Dartma gücü materialşünaslıq və mühəndislik sahəsində çox vacib bir parametrdir və tez-tez materialların mexaniki xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Struktur dizaynı, material seçimi, təhlükəsizliyin qiymətləndirilməsi və s. baxımından dartılma gücü nəzərə alınmalı olan amildir. Məsələn, tikinti mühəndisliyində poladın dartılma gücü onun yüklərə tab gətirə biləcəyini müəyyən edən mühüm amildir; aerokosmik sahədə yüngül və yüksək möhkəmlikli materialların dartılma gücü təyyarələrin təhlükəsizliyini təmin etmək üçün açardır.
Yorğunluq gücü:
Metal yorğunluğu dedikdə, materialların və komponentlərin tsiklik gərginlik və ya tsiklik gərginlik altında bir və ya bir neçə yerdə tədricən yerli daimi kumulyativ zədələnməsi və müəyyən sayda dövrlərdən sonra çatların və ya qəfil tam qırılmaların meydana gəlməsi prosesi başa düşülür.
Xüsusiyyətlər
Zamanla anilik: Metal yorğunluğu tez-tez aşkar əlamətlər olmadan qısa müddət ərzində qəfil baş verir.
Mövqeyində yerləşmə: Yorğunluq çatışmazlığı adətən stressin cəmləşdiyi yerli ərazilərdə baş verir.
Ətraf mühitə və qüsurlara həssaslıq: Metal yorğunluğu ətraf mühitə və materialın içərisindəki kiçik qüsurlara qarşı çox həssasdır, bu da yorulma prosesini sürətləndirə bilər.
Təsir edən amillər
Stress amplitudası: Stressin böyüklüyü metalın yorğunluq müddətinə birbaşa təsir göstərir.
Orta gərginliyin böyüklüyü: Orta gərginlik nə qədər böyükdürsə, metalın yorğunluq müddəti bir o qədər qısa olur.
Dövrlərin sayı: Metal nə qədər çox dövri stress və ya gərginlik altında olarsa, yorğunluq zərərinin yığılması bir o qədər ciddi olur.
Profilaktik tədbirlər
Material seçimini optimallaşdırın: Daha yüksək yorğunluq həddi olan materialları seçin.
Stress konsentrasiyasının azaldılması: Struktur dizayn və ya emal üsulları vasitəsilə stress konsentrasiyasını azaldın, məsələn, yuvarlaq künc keçidlərindən istifadə, kəsişmə ölçülərini artırmaq və s.
Səthin işlənməsi: Səth qüsurlarını azaltmaq və yorğunluq müqavimətini artırmaq üçün metal səthin cilalanması, püskürtülməsi və s.
Təftiş və texniki xidmət: Çatlaqlar kimi qüsurları tez aşkar etmək və təmir etmək üçün metal komponentləri mütəmadi olaraq yoxlayın; köhnəlmiş hissələrin dəyişdirilməsi və zəif keçidlərin möhkəmləndirilməsi kimi yorğunluğa meylli hissələri saxlamaq.
Metal yorğunluğu anilik, lokallik və ətraf mühitə həssaslıq ilə xarakterizə olunan ümumi bir metal qırılma rejimidir. Stress amplitudası, orta gərginlik miqyası və dövrlərin sayı metal yorğunluğuna təsir edən əsas amillərdir.
SN əyrisi: müxtəlif gərginlik səviyyələri altında materialların yorğunluq müddətini təsvir edir, burada S stressi, N isə gərginlik dövrlərinin sayını göstərir.
Yorğunluq əmsalı formulu:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Burada (Ka) yük əmsalı, (Kb) ölçü əmsalı, (Kc) temperatur əmsalı, (Kd) səthin keyfiyyət əmsalı, (Ke) etibarlılıq əmsalıdır.
SN əyrisinin riyazi ifadəsi:
(\sigma^m N = C)
Burada (\sigma) gərginlik, N gərginlik dövrlərinin sayı, m və C isə maddi sabitlərdir.
Hesablama addımları
Material sabitlərini təyin edin:
Təcrübələr vasitəsilə və ya müvafiq ədəbiyyata istinad etməklə m və C qiymətlərini təyin edin.
Gərginlik konsentrasiyası əmsalını təyin edin: Stressin konsentrasiyası əmsalı K müəyyən etmək üçün hissənin faktiki formasını və ölçüsünü, həmçinin filetoların, açar yolların və s. səbəb olduğu gərginliyin konsentrasiyasını nəzərə alın. Yorulma gücünü hesablayın: SN əyrisinə və gərginliyə görə konsentrasiya əmsalı, dizayn müddəti və hissənin iş gərginliyi səviyyəsi ilə birlikdə yorulma gücünü hesablayın.
2. Plastiklik:
Plastiklik dedikdə, xarici qüvvəyə məruz qaldıqda, xarici qüvvə elastiklik həddini aşdıqda qırılmadan daimi deformasiya yaradan materialın xassəsinə deyilir. Bu deformasiya geri dönməzdir və xarici qüvvə aradan qaldırılsa belə, material orijinal formasına qayıtmayacaq.
Plastiklik indeksi və onun hesablanması düsturu
Uzatma (δ)
Tərif: Uzatma nümunənin ilkin ölçmə uzunluğuna çatdıqdan sonra ölçü hissəsinin ümumi deformasiyasının faizidir.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Burada L0 nümunənin ilkin ölçmə uzunluğudur;
L1 nümunə qırıldıqdan sonra ölçü uzunluğudur.
Seqmental azalma (Ψ)
Tərif: Seqmental azalma, nümunənin orijinal kəsik sahəsinə qədər qırılmasından sonra boyunbağı nöqtəsində kəsişmə sahəsindəki maksimum azalmanın faizidir.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Burada F0 nümunənin orijinal en kəsiyinin sahəsidir;
F1 nümunə qırıldıqdan sonra boyunbağı nöqtəsində kəsişmə sahəsidir.
3. Sərtlik
Metal sərtliyi metal materialların sərtliyini ölçmək üçün mexaniki xüsusiyyət göstəricisidir. Bu, metal səthində yerli həcmdə deformasiyaya qarşı durma qabiliyyətini göstərir.
Metalın sərtliyinin təsnifatı və təsviri
Metal sərtliyi müxtəlif sınaq üsullarına görə müxtəlif təsnifat və təmsil üsullarına malikdir. Əsasən aşağıdakılar daxildir:
Brinell sərtliyi (HB):
Tətbiq sahəsi: Ümumiyyətlə material daha yumşaq olduqda, məsələn, əlvan metallar, polad istilik müalicəsindən əvvəl və ya yumşaldıldıqdan sonra istifadə olunur.
Test prinsipi: Müəyyən ölçüdə sınaq yükü ilə, müəyyən diametrdə bərkimiş polad top və ya karbid top sınaqdan keçiriləcək metalın səthinə sıxılır və müəyyən bir müddətdən sonra yük boşaldılır və girinti diametri sınanacaq səthdə ölçülür.
Hesablama düsturu: Brinell sərtlik dəyəri yükü girintilərin sferik səth sahəsinə bölməklə əldə edilən əmsaldır.
Rockwell sərtliyi (HR):
Tətbiq sahəsi: Ümumiyyətlə istilik müalicəsindən sonra sərtlik kimi daha yüksək sərtliyə malik materiallar üçün istifadə olunur.
Test prinsipi: Brinell sərtliyinə bənzəyir, lakin müxtəlif zondlardan (almaz) və fərqli hesablama üsullarından istifadə edilir.
Növləri: Tətbiqindən asılı olaraq HRC (yüksək sərtlikli materiallar üçün), HRA, HRB və digər növləri var.
Vickers sərtliyi (HV):
Tətbiq sahəsi: Mikroskop analizi üçün uyğundur.
Test prinsipi: 120 kq-dan az yüklə material səthinə və 136° təpə bucağı ilə almaz kvadrat konus girintisinə basın və Vickers sərtlik dəyərini əldə etmək üçün material girinti çuxurunun səth sahəsini yük dəyərinə bölün.
Leeb sərtliyi (HL):
Xüsusiyyətlər: Portativ sərtlik test cihazı, ölçmək asandır.
Test prinsipi: Sərtlik səthinə təsir etdikdən sonra zərbə topunun başlığının yaratdığı sıçrayışdan istifadə edin və sərtliyi nümunənin səthindən 1 mm-də zərbə sürətinin zərbə sürətinə nisbəti ilə hesablayın.
Göndərmə vaxtı: 25 sentyabr 2024-cü il
