lavorazione cnc · 2021年11月7日 0

Jakie czynniki wpływają na próbę rozciągania materiałów metalowych?

Próba rozciągania jest najczęstszym eksperymentem w teście właściwości mechanicznych materiałów metalowych. Mówi się, że próba rozciągania odzwierciedla podstawowe właściwości materiału, ale wyniki pomiarów tego samego materiału w różnych procesach prób rozciągania niekoniecznie są takie same. Więc jakie są czynniki wpływające na próbę rozciągania? Chodźmy spojrzeć.

Jakie czynniki wpływają na próbę rozciągania materiałów metalowych?

1. Miejsce i metoda pobierania próbek

Różnica pozycji próbkowania będzie miała bezpośredni wpływ na wydłużenie po zerwaniu, granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie materiału metalowego w próbie rozciągania. Ze względu na nierównomierny rozkład składu, organizacji, struktury, wad, deformacji obróbki itp. w materiałach metalowych, właściwości mechaniczne różnych części tej samej partii lub nawet tego samego produktu są różne. Dlatego pobieranie próbek powinno odbywać się ściśle według postanowień załącznika GB/T 228-2002. Ponadto przy cięciu półwyrobu próbnego należy nie dopuścić do wpływu ciepła, umocnienia przez zgniot i wpływu na jego właściwości mechaniczne. odkształcenie.

2. Kształt, rozmiar i dokładność próbki

W przypadku materiałów metalowych z tego samego materiału iw tym samym stanie, jeżeli kształt przekroju poprzecznego jest inny, zmierzone wyniki będą miały większy wpływ na górną granicę plastyczności i niewielki wpływ na dolną granicę plastyczności; wytrzymałość na rozciąganie próbki o dużej powierzchni przekroju (duży rozmiar) jest mniejsza. Niski, a wskaźnik plastyczności również spada; równoległość i dokładność wymiarowa w obrębie równoległej długości próbki mogą z łatwością wpływać na wyniki testu. Ponieważ zmierzona wartość rozmiaru próbki może nie być najmniejszym rozmiarem pozycji rzeczywistej próbki, spowoduje to, że wynik testu będzie niski. Dlatego kształt i wielkość próbki do badań muszą być wykonane zgodnie z normą.

3. Przyrządy pomiarowe

Dokładność przyrządów do pomiaru wymiarów i narzędzi pomiarowych musi spełniać wymagania testowe. Dlatego konieczne jest kalibrowanie różnych przyrządów pomiarowych przed przeprowadzeniem testu, przy jednoczesnym utrzymaniu narzędzi pomiarowych w czystości.

4. Sprzęt testowy

Maszyna wytrzymałościowa i ekstensometr to dwa rodzaje urządzeń testujących powszechnie stosowanych w próbach rozciągania materiałów metalowych, które bezpośrednio wpływają na dokładność i autentyczność wyników badań. Pierwsza służy do pomiaru wartości siły; ten ostatni służy głównie do pomiaru przemieszczenia lub wydłużenia. Dlatego podczas badania należy upewnić się, że maszyna wytrzymałościowa i tensometr mieszczą się w obowiązującym okresie legalizacji i regularnie je weryfikować.

5. Testuj temperaturę otoczenia

Niektóre materiały metalowe mają wysoką wrażliwość na temperaturę, nawet w przypadku zwykłych materiałów metalowych, jeśli temperatura testu jest zbyt różna, może to spowodować niespójne wyniki testu. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze spadkiem temperatury, granica plastyczności metali sześciennych skoncentrowanych na korpusie gwałtownie wzrasta, podczas gdy zmiana metali sześciennych centrowanych licowo nie jest tak oczywista. Wraz ze wzrostem temperatury granica plastyczności materiałów metalowych generalnie maleje. Dlatego GB / T 228-2002 określa metodę badania rozciągania w temperaturze pokojowej dla materiałów metalowych, test powinien być generalnie przeprowadzany w zakresie 10 ℃ -35 ℃ w temperaturze pokojowej. Temperatura testowa przy ścisłych wymaganiach temperaturowych powinna wynosić 23 ℃ ± 5 ℃.

6.Wpływ doboru cęgów i mocowania próbki

Nieprawidłowy dobór zacisków, zaciskanie próbki oraz ładowanie i rozładowywanie ekstensometru wpłynie na wyniki testu. Kształt zacisku i badanej próbki nie jest dopasowany, a wygląd powierzchni zacisku nie jest odpowiedni, co spowoduje wystarczającą powierzchnię zaciskania między zaciskiem a próbką oraz niewystarczające tarcie statyczne, w wyniku czego zacisk i próbka podczas proces rozciągania. Występuje poślizg względny, który wpływa na wynik rozciągania.

7. Metoda mocowania

Metoda zaciskania próbki jest bardzo ważna dla powodzenia próby rozciągania. Jeżeli próbki nie można zacisnąć, nie można przeprowadzić testu. Jeśli metoda zaciskania jest nieuzasadniona, łatwo spowoduje, że próbka ześlizgnie się lub złamie w szczękach, co spowoduje, że dane testowe są niedokładne lub dane testowe są niskie.

8. Szybkość rozciągania

Szybkość rozciągania bezpośrednio wpływa na stosunek naprężenia do odkształcenia materiałów metalowych. Różne materiały mają różną wrażliwość na prędkość, a szybkość rozciągania ma różny wpływ na różne materiały, ale ma większy wpływ na materiały o niskiej wytrzymałości i dobrej plastyczności. GB/T 228-2002 określa metodę badania rozciągania w temperaturze pokojowej dla materiałów metalowych: „W zakresie sprężystości i do górnej granicy plastyczności, szybkość oddzielania uchwytu maszyny wytrzymałościowej powinna być utrzymywana na możliwie stałym poziomie i w granicach określony zakres współczynnika naprężenia (moduł sprężystości materiału E<150000N/mm2, współczynnik naprężenia w zakresie (2-20)N/mm2•s-1, moduł sprężystości E≥150000N/mm2, współczynnik naprężenia w (6-60) N/mm2• s-1).Jeżeli mierzy się tylko dolną granicę plastyczności, szybkość odkształcenia w okresie plastyczności równoległej długości próbki powinna wynosić między 0.00025/s-0.0025/s, a szybkość odkształcenia w granicach długość równoległa powinna być utrzymywana na możliwie stałym poziomie Plastyczność Zakres i szybkość odkształcenia do określonej wytrzymałości nie powinny przekraczać 0.0025/s”

9.Wyznaczanie pola przekroju próbki na rozciąganie

Istnieją dwie metody określania pola przekroju próbek na rozciąganie: jedna to metoda badania rozciągania metalu GB/T 228, a druga to odpowiednia norma produktu dla materiału. Niektóre normy produktowe wyraźnie określają, że pole przekroju próbki do próby rozciągania jest wymagane przez nominalną wielkość pola przekroju. Jeśli nie ma takiego specjalnego wymagania w normie produktu, należy postępować zgodnie z normą GB / T 228, aby zmierzyć rzeczywisty rozmiar powierzchni przekroju.

10. Metoda pomiaru wielkości próbki i pomiaru błędu ludzkiego

W zależności od średnicy próbki do rozciągania należy dobrać mikrometr zewnętrzny, suwmiarka noniuszowa lub suwmiarka noniuszowa dla próbek prostokątnych. Jeśli metoda pomiaru nie jest dokładna, pomiar rozmiaru będzie sztucznie zbyt duży. Ze względu na różne czynniki subiektywne i techniki operacyjne, błędy zostaną również wprowadzone do wyników pomiarów.

Niektóre podstawowe problemy

W przypadku większości materiałów metalowych w obszarze odkształcenia sprężystego naprężenie i odkształcenie stają się proporcjonalne. Gdy naprężenie lub odkształcenie jest stale zwiększane, w pewnym momencie odkształcenie nie będzie już proporcjonalne do przyłożonego naprężenia.

W tym momencie wiązanie z sąsiednim początkowym atomem zaczyna pękać i jest przekształcane przez nowy zestaw atomów. Gdy tak się stanie, materiał nie powróci już do swojego pierwotnego stanu po usunięciu naprężeń, to znaczy odkształcenie jest trwałe i nieodwracalne, a materiał wejdzie w strefę odkształcenia plastycznego (rysunek 1).

W rzeczywistości trudno jest określić dokładny punkt, w którym materiał przechodzi ze strefy elastycznej do strefy plastycznej. Jak pokazano na rysunku 2, narysowana jest równoległa linia z odkształceniem 0.002. Krzywą naprężenie-odkształcenie odcina się tą linią, a granicę plastyczności wyznacza się jako granicę plastyczności. Granica plastyczności jest równa naprężeniu, przy którym następuje znaczne odkształcenie plastyczne. Większość materiałów nie jest jednolita ani nie są idealnymi materiałami. Uplastycznienie materiału to proces, któremu zwykle towarzyszy twardnienie przez zgniot, więc nie jest to konkretny punkt.

W przypadku większości materiałów metalowych krzywa naprężenie-odkształcenie wygląda podobnie do krzywej pokazanej na rysunku 3. Gdy rozpoczyna się obciążenie, naprężenie wzrasta od zera, a odkształcenie rośnie liniowo, aż do uzyskania podatności materiału, a krzywa zaczyna odchylać się od liniowości.

Kontynuuj zwiększanie naprężenia, a krzywa osiągnie maksymalną wartość. Wartość maksymalna odpowiada wytrzymałości na rozciąganie, która jest maksymalną wartością naprężenia krzywej, reprezentowaną przez M na rysunku. Punkt zerwania to punkt, w którym materiał ostatecznie pęka, reprezentowany przez F na rysunku.

Typowe urządzenie do badania naprężenie-odkształcenie oraz geometrię próbki testowej pokazano na rysunku 4. Podczas próby rozciągania próbka jest powoli ciągnięta, rejestrując zmiany długości i przyłożonej siły oraz rejestruje się krzywą siła-przemieszczenie. Krzywą naprężenie-odkształcenie można narysować przy użyciu takich informacji, jak pierwotna długość, długość pomiarowa i powierzchnia przekroju próbki.

W przypadku materiałów, które mogą podlegać odkształceniom plastycznym na rozciąganie, najczęściej stosuje się dwa rodzaje krzywych: inżynieryjna krzywa odkształcenia naprężeń i krzywa odkształcenia rzeczywistego naprężenia. Różnica między nimi polega na obszarze używanym przy obliczaniu naprężeń. Pierwsza z nich wykorzystuje początkową powierzchnię próbki, a druga wykorzystuje pole przekroju poprzecznego w czasie rzeczywistym podczas procesu rozciągania. Dlatego na krzywej naprężenie-odkształcenie rzeczywiste naprężenie jest na ogół wyższe niż naprężenie inżynieryjne.

Istnieją dwie najczęstsze krzywe rozciągania: jedna to krzywa rozciągania z oczywistą granicą plastyczności; drugi to krzywa rozciągania bez wyraźnej granicy plastyczności. Granica plastyczności reprezentuje odporność metalu na początkowe odkształcenie plastyczne. Jest to jeden z najważniejszych wskaźników wydajności mechanicznej w technologii inżynierskiej.

Jak zdefiniować odkształcenie plastyczne rzeczywistego metalu w projekcie?

Ważną podstawą jest wielkość szczątkowego odkształcenia plastycznego. Zwykle odporność metalu konstrukcyjnego przy pewnej ilości szczątkowego odkształcenia plastycznego jest sztucznie uważana za granicę plastyczności, która jest również nazywana warunkową granicą plastyczności. Oznacza to, że jeśli nie ma oczywistej granicy plastyczności plastyczności, nie ma oczywistej granicy plastyczności. Jeśli chcesz poznać granicę plastyczności rzeczywistego metalu, potrzebujesz warunku oceny, więc istnieje warunkowa granica plastyczności.

Dla różnych komponentów metalowych odkształcenie szczątkowe odpowiadające warunkowej granicy plastyczności jest różne. W przypadku niektórych elementów z twardego metalu, odkształcenie szczątkowe powinno być małe, podczas gdy odpowiednie odkształcenie szczątkowe, gdy poddaje się zwykły składnik metalowy, jest stosunkowo duże. Powszechnie stosowane odkształcenia resztkowe to 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5% i 1.0%.

Wydajność metalu jest wynikiem ruchu dyslokacji, więc wydajność metalu jest określona przez opór ruchu dyslokacji. W przypadku czystych metali obejmuje odporność sieciową, odporność na interakcję dyslokacyjną i odporność na interakcję dyslokacyjną z innymi defektami lub strukturami.

Odcinek linii prostej na krzywej rozciągania, czyli obszar odpowiadający części sprężystej, to energia sprężystości. Od początku odkształcenia sprężystego do pęknięcia, całkowita energia pochłonięta przez próbkę nazywana jest pękaniem, a energia pochłonięta przez metal przed pęknięciem nazywana jest odpornością na pękanie. Właściwemu metalowi zwykle towarzyszą zmiany właściwości mechanicznych podczas procesu rozciągania. Najbardziej widocznym zjawiskiem jest hartowanie pracy. Utwardzanie metalu jest korzystne, aby uniknąć nagłego pęknięcia rzeczywistych elementów konstrukcyjnych pod wpływem przeciążenia, co powoduje katastrofalne konsekwencje.

Odkształcenie plastyczne metalu i umocnienie odkształceniowe są warunkami wstępnymi dla zapewnienia równomiernego odkształcenia plastycznego metali. Oznacza to, że w metalach polikrystalicznych, gdzie następuje odkształcenie plastyczne, gdzie jest ono wzmacniane, odkształcenie plastyczne jest tłumione, a odkształcenie przenoszone jest na inne elementy. Łatwe miejsce.

Z rzeczywistej krzywej rozciągania, po tym, jak większość metali ugina się w temperaturze pokojowej, odkształcenie nie będzie kontynuowane pod działaniem granicy plastyczności i opór musi zostać zwiększony, aby kontynuować odkształcenie. Na krzywej naprężenie-odkształcenie rzeczywiste pokazuje, że naprężenie płynięcia nadal rośnie i pojawia się zjawisko umocnienia przez zgniot. Taka krzywa nazywana jest krzywą umocnienia przez zgniot. Wskaźnik umocnienia przez zgniot n jest ważnym wskaźnikiem plastycznym, który reprezentuje odporność materiału na ciągłe odkształcenia.

Na koniec porozmawiaj o szybkości odkształcenia. Zasadniczo krzywe rozciągania badanych materiałów metalowych uzyskuje się przez badanie przy niższej szybkości odkształcenia. Tylko niektóre specjalne elementy metalowe muszą być testowane pod kątem ich właściwości mechanicznych przy wyższym współczynniku odkształcenia, to znaczy elementy, które ulegają deformacji z dużą prędkością. W normalnych warunkach temperatury pokojowej szybkość odkształcenia jest rozciągnięta, a odkształcenie materiału polega głównie na poślizgu lub bliźniaczej dyslokacji.

Na krzywej rozciągania, to znaczy maksymalne naprężenie inżynieryjne na krzywej odkształcenia inżynieryjnego, nazywane jest ostatecznym naprężeniem rozciągającym, to znaczy wytrzymałością na rozciąganie.

Link do tego artykułu: Jakie czynniki wpływają na próbę rozciągania materiałów metalowych?

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Jakie czynniki wpływają na próbę rozciągania materiałów metalowych?PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjnyAerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.