Ang tensile test sa kalig-on gigamit sa panguna aron mahibal-an ang katakus sa mga materyales nga metal nga makasukol sa kadaot sa panahon sa proseso sa pag-inat, ug usa sa hinungdanon nga mga timailhan alang sa pagtimbang-timbang sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales.
1. Pagsulay sa tensile
Ang tensile test gibase sa sukaranang mga prinsipyo sa materyal nga mekaniko. Pinaagi sa pagpadapat sa usa ka tensile load sa materyal nga sample ubos sa pipila ka mga kondisyon, kini hinungdan sa tensile deformation hangtud nga ang sample nabuak. Atol sa pagsulay, ang deformation sa sample sa eksperimento ubos sa lain-laing mga load ug ang maximum load sa diha nga ang sample break nga natala, aron sa pagkalkulo sa ani kusog, tensile kusog ug uban pang performance indicators sa materyal.
Stress σ = F/A
σ mao ang tensile strength (MPa)
F mao ang tensile load (N)
Ang A mao ang cross-sectional area sa specimen
2. Tensile curve
Pag-analisar sa daghang mga yugto sa proseso sa pag-inat:
a. Sa yugto sa OP nga adunay gamay nga load, ang elongation anaa sa usa ka linear nga relasyon sa load, ug ang Fp mao ang pinakataas nga load aron mapadayon ang tul-id nga linya.
b. Human ang load molapas sa Fp, ang tensile curve magsugod sa pagkuha sa usa ka non-linear nga relasyon. Ang sample mosulod sa inisyal nga deformation stage, ug ang load gikuha, ug ang sample mahimong mobalik sa iyang orihinal nga kahimtang ug elastically deform.
c. Human ang load molapas sa Fe, ang load gikuha, ang bahin sa deformation gipahiuli, ug ang bahin sa nahabilin nga deformation gipabilin, nga gitawag nga plastic deformation. Ang Fe gitawag nga elastic limit.
d. Sa diha nga ang load nagdugang sa dugang, ang tensile curve nagpakita sawtooth. Kung ang load dili motaas o mokunhod, ang panghitabo sa padayon nga pagpalapad sa sample nga eksperimento gitawag nga yielding. Human sa paghatag, ang sample magsugod sa pag-agi sa dayag nga plastic deformation.
e. Human sa pagpamunga, ang sample nagpakita sa usa ka pagtaas sa deformation pagsukol, pagtrabaho hardening ug deformation pagpalig-on. Pag-abot sa load sa Fb, ang parehas nga bahin sa sample mokunhod pag-ayo. Ang Fb ang limitasyon sa kusog.
f. Ang shrinkage phenomenon nagdala ngadto sa pagkunhod sa kapasidad sa pagdala sa sample. Sa diha nga ang load moabut sa Fk, ang sample nabuak. Gitawag kini nga fracture load.
Kalig-on sa ani
Ang kalig-on sa ani mao ang pinakataas nga kantidad sa stress nga ang usa ka metal nga materyal makasugakod gikan sa sinugdanan sa plastic deformation aron makompleto ang pagkabali kon ipailalom sa eksternal nga puwersa. Kini nga kantidad nagtimaan sa kritikal nga punto diin ang materyal nga pagbalhin gikan sa elastic deformation stage ngadto sa plastic deformation stage.
Klasipikasyon
Upper yield strength: nagtumong sa pinakataas nga stress sa sample sa dili pa moubos ang force sa unang higayon kung mahitabo ang yield.
Ubos nga kusog sa abot: nagtumong sa labing gamay nga kapit-os sa yugto sa ani kung ang inisyal nga lumalabay nga epekto wala panumbalinga. Tungod kay ang bili sa ubos nga abot nga punto medyo lig-on, kasagaran kini gigamit ingon nga timailhan sa materyal nga pagsukol, nga gitawag nga punto sa ani o kusog sa ani.
Pormula sa pagkalkula
Alang sa taas nga kusog sa ani: R = F / Sₒ, diin ang F mao ang pinakataas nga puwersa sa dili pa moubos ang puwersa sa unang higayon sa yugto sa ani, ug ang Sₒ mao ang orihinal nga cross-sectional area sa sample.
Alang sa ubos nga kusog sa ani: R = F / Sₒ, diin ang F mao ang minimum nga puwersa F nga wala magtagad sa inisyal nga lumalabay nga epekto, ug ang Sₒ mao ang orihinal nga cross-sectional area sa sample.
Unit
Ang yunit sa kusog sa ani kasagaran MPa (megapascal) o N/mm² (Newton kada square millimeter).
Pananglitan
Dad-a ang ubos nga carbon steel isip usa ka pananglitan, ang limitasyon sa abot niini kasagaran 207MPa. Kung gipailalom sa usa ka eksternal nga pwersa nga labaw pa niini nga limitasyon, ang ubos nga carbon steel makahimo og permanente nga deformation ug dili na mapasig-uli; kung gipailalom sa usa ka eksternal nga puwersa nga ubos sa kini nga limitasyon, ang ubos nga carbon steel mahimong mobalik sa orihinal nga kahimtang niini.
Ang kusog sa ani usa sa hinungdanon nga mga timailhan alang sa pagtimbang-timbang sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales nga metal. Gipakita niini ang katakus sa mga materyales nga makasukol sa plastic deformation kung gipailalom sa mga pwersa sa gawas.
Kusog sa tensile
Ang kusog sa tensile mao ang abilidad sa usa ka materyal nga makasukol sa kadaot sa ilawom sa tensile load, nga espesipikong gipahayag ingon ang labing kataas nga kantidad sa stress nga maagwanta sa materyal sa panahon sa proseso sa tensile. Kung ang tensile stress sa materyal molapas sa tensile strength niini, ang materyal moagi sa plastic deformation o fracture.
Pormula sa pagkalkula
Ang pormula sa kalkulasyon alang sa tensile strength (σt) mao ang:
σt = F / A
Diin ang F mao ang pinakataas nga tensile force (Newton, N) nga maagwanta sa specimen sa dili pa mabuak, ug ang A mao ang orihinal nga cross-sectional area sa specimen (square millimeter, mm²).
Unit
Ang yunit sa tensile strength kasagaran MPa (megapascal) o N/mm² (Newton kada square millimeter). Ang 1 MPa katumbas sa 1,000,000 Newtons kada metro kwadrado, nga katumbas usab sa 1 N/mm².
Makaimpluwensya nga mga hinungdan
Ang kalig-on sa tensile naapektuhan sa daghang mga hinungdan, lakip ang kemikal nga komposisyon, microstructure, proseso sa pagtambal sa kainit, pamaagi sa pagproseso, ug uban pa. Ang lainlaing mga materyales adunay lainlaing mga kusog sa tensile, mao nga sa praktikal nga mga aplikasyon, kinahanglan nga pilion ang angay nga mga materyales base sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales.
Praktikal nga aplikasyon
Ang kalig-on sa tensile usa ka hinungdanon nga parameter sa natad sa siyensya ug engineering sa mga materyales, ug kanunay nga gigamit sa pagtimbang-timbang sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales. Sa mga termino sa disenyo sa istruktura, pagpili sa materyal, pagsusi sa kaluwasan, ug uban pa, ang kusog sa tensile usa ka hinungdan nga kinahanglan tagdon. Pananglitan, sa construction engineering, ang tensile strength sa steel usa ka importante nga butang sa pagtino kon makasugakod ba kini sa mga karga; sa natad sa aerospace, ang tensile strength sa lightweight ug high-strength nga mga materyales mao ang yawe sa pagsiguro sa kaluwasan sa eroplano.
Kakapoy nga kusog:
Ang kakapoy sa metal nagtumong sa proseso diin ang mga materyales ug mga sangkap anam-anam nga nagpatunghag lokal nga permanenteng kumulatibo nga kadaot sa usa o daghang mga lugar sa ilawom sa cyclic stress o cyclic strain, ug ang mga liki o kalit nga bug-os nga pagkabali mahitabo pagkahuman sa usa ka piho nga gidaghanon sa mga siklo.
Mga bahin
Kalit sa panahon: Ang pagkapakyas sa pagkakapoy sa metal sagad mahitabo sa kalit sa mubo nga panahon nga wala’y klaro nga mga timailhan.
Lokalidad sa posisyon: Ang kapakyasan sa kakapoy kasagaran mahitabo sa lokal nga mga lugar diin ang tensiyon gikonsentrar.
Pagkasensitibo sa palibot ug mga depekto: Ang kakapoy sa metal sensitibo kaayo sa kalikopan ug gagmay nga mga depekto sa sulod sa materyal, nga mahimong makapadali sa proseso sa kakapoy.
Makaimpluwensya nga mga hinungdan
Stress amplitude: Ang kadako sa stress direktang makaapekto sa kakapoy nga kinabuhi sa metal.
Average nga stress magnitude: Kon mas dako ang kasagaran nga stress, mas mubo ang kakapoy nga kinabuhi sa metal.
Gidaghanon sa mga cycle: Kon mas daghang higayon nga ang metal ubos sa cyclic stress o strain, mas seryoso ang pagtipon sa kadaot sa kakapoy.
Mga lakang sa pagpugong
I-optimize ang pagpili sa materyal: Pagpili og mga materyales nga adunay mas taas nga limitasyon sa kakapoy.
Pagkunhod sa konsentrasyon sa stress: Pagpakunhod sa konsentrasyon sa stress pinaagi sa disenyo sa istruktura o mga pamaagi sa pagproseso, sama sa paggamit sa rounded corner transition, pagdugang sa cross-sectional nga mga dimensyon, ug uban pa.
Pagtambal sa nawong: Pagpasinaw, pag-spray, ug uban pa sa metal nga nawong aron makunhuran ang mga depekto sa nawong ug mapauswag ang kusog sa kakapoy.
Pag-inspeksyon ug pagmentinar: Kanunay nga susihon ang mga sangkap sa metal aron mahibal-an dayon ug ayohon ang mga depekto sama sa mga liki; pagmentinar sa mga bahin nga daling maluya, sama sa pag-ilis sa mga guba nga mga bahin ug pagpalig-on sa huyang nga mga sumpay.
Ang kakapoy sa metal usa ka kasagaran nga paagi sa pagkapakyas sa metal, nga gihulagway sa kalit, lokalidad ug pagkasensitibo sa palibot. Ang amplitude sa stress, kasagaran nga magnitude sa stress ug gidaghanon sa mga siklo mao ang mga nag-unang hinungdan nga nakaapekto sa pagkakapoy sa metal.
SN curve: naghulagway sa kakapoy nga kinabuhi sa mga materyales ubos sa lain-laing lebel sa stress, diin ang S nagrepresentar sa stress ug N nagrepresentar sa gidaghanon sa stress cycles.
Ang pormula sa coefficient sa kusog sa kakapoy:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Diin ang (Ka) mao ang load factor, (Kb) ang size factor, (Kc) ang temperature factor, (Kd) ang surface quality factor, ug (Ke) ang reliability factor.
SN curve mathematical nga ekspresyon:
(\sigma^m N = C)
Diin ang (\sigma) mao ang stress, ang N mao ang gidaghanon sa mga siklo sa stress, ug ang m ug C mga materyal nga kanunay.
Mga lakang sa pagkalkula
Tinoa ang mga materyal nga kanunay:
Tinoa ang mga bili sa m ug C pinaagi sa mga eksperimento o pinaagi sa paghisgot sa may kalabutan nga literatura.
Tinoa ang stress concentration factor: Tagda ang aktuwal nga porma ug gidak-on sa bahin, ingon man ang stress concentration tungod sa fillets, keyways, ug uban pa, aron mahibal-an ang stress concentration factor K. Kalkulahin ang fatigue strength: Sumala sa SN curve ug stress hinungdan sa konsentrasyon, inubanan sa kinabuhi sa disenyo ug lebel sa stress sa pagtrabaho sa bahin, kuwentaha ang kusog sa kakapoy.
2. Pagkaplastada:
Ang plasticity nagtumong sa kabtangan sa usa ka materyal nga, kung gipailalom sa eksternal nga puwersa, nagpatunghag permanente nga deformation nga dili mabuak kung ang eksternal nga puwersa molapas sa iyang pagkamaunat nga limitasyon. Kini nga deformation dili na mabalik, ug ang materyal dili mobalik sa orihinal nga porma niini bisan kung ang gawas nga pwersa gikuha.
Ang indeks sa plasticity ug ang pormula sa pagkalkula niini
Elongation (δ)
Depinisyon: Ang elongation mao ang porsyento sa kinatibuk-ang deformation sa gauge section human ang specimen kay tensile fractured sa orihinal nga gauge length.
Pormula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Diin ang L0 mao ang orihinal nga gitas-on sa gauge sa specimen;
Ang L1 mao ang gitas-on sa gauge human mabuak ang specimen.
Pagkunhod sa segmental (Ψ)
Kahubitan: Ang segmental nga pagkunhod mao ang porsyento sa pinakataas nga pagkunhod sa cross-sectional area sa necking point human ang specimen mabuak ngadto sa orihinal nga cross-sectional area.
Pormula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Diin ang F0 mao ang orihinal nga cross-sectional area sa specimen;
Ang F1 mao ang cross-sectional area sa necking point human mabuak ang specimen.
3. Katig-a
Ang katig-a sa metal usa ka mekanikal nga indeks sa kabtangan aron masukod ang katig-a sa mga materyales nga metal. Kini nagpakita sa abilidad sa pagbatok sa deformation sa lokal nga gidaghanon sa ibabaw sa metal.
Klasipikasyon ug representasyon sa katig-a sa metal
Ang katig-a sa metal adunay lainlaing mga pamaagi sa klasipikasyon ug representasyon sumala sa lainlaing mga pamaagi sa pagsulay. Panguna naglakip sa mosunod:
Brinell katig-a (HB):
Kasangkaran sa aplikasyon: Kasagaran gigamit kung ang materyal labi ka hinay, sama sa non-ferrous nga mga metal, asero sa wala pa ang pagtambal sa init o pagkahuman sa pag-annealing.
Prinsipyo sa pagsulay: Uban sa usa ka piho nga gidak-on sa pagkarga sa pagsulay, ang usa ka gahi nga bola nga asero o bola nga carbide sa usa ka piho nga diyametro gipugos sa sulud sa metal nga sulayan, ug ang karga gidiskarga pagkahuman sa usa ka piho nga oras, ug ang diametro sa indentation sa ibabaw sa nawong nga pagasulayan gisukod.
Pormula sa pagkalkula: Ang bili sa katig-a sa Brinell mao ang quotient nga nakuha pinaagi sa pagbahin sa load sa spherical surface area sa indentation.
Rockwell katig-a (HR):
Kasangkaran sa aplikasyon: Kasagaran nga gigamit alang sa mga materyales nga adunay mas taas nga katig-a, sama sa katig-a pagkahuman sa pagtambal sa kainit.
Prinsipyo sa pagsulay: Susama sa katig-a sa Brinell, apan gigamit ang lainlaing mga pagsusi (diamante) ug lainlaing mga pamaagi sa pagkalkula.
Mga Uri: Depende sa aplikasyon, adunay HRC (para sa taas nga mga materyales sa katig-a), HRA, HRB ug uban pang mga tipo.
Vickers katig-a (HV):
Kasangkaran sa aplikasyon: Angay alang sa pagtuki sa mikroskopyo.
Prinsipyo sa pagsulay: Pindota ang materyal nga nawong nga adunay load nga dili moubos sa 120kg ug usa ka diamante nga square cone indenter nga adunay vertex anggulo nga 136 °, ug bahinon ang nawong nga lugar sa materyal nga indentation pit pinaagi sa kantidad sa pagkarga aron makuha ang kantidad sa katig-a sa Vickers.
Katig-a sa Leeb (HL):
Mga bahin: Portable hardness tester, dali sukdon.
Prinsipyo sa pagsulay: Gamita ang bounce nga namugna sa impact ball head human maapektuhan ang katig-a sa nawong, ug kuwentaha ang katig-a pinaagi sa ratio sa rebound speed sa punch sa 1mm gikan sa sample surface ngadto sa impact speed.
Oras sa pag-post: Sep-25-2024
