Erresistentziaren trakzio-proba batez ere metalezko materialek luzatze-prozesuan kalteei aurre egiteko duten gaitasuna zehazteko erabiltzen da, eta materialen propietate mekanikoak ebaluatzeko adierazle garrantzitsuetako bat da.
1. Trakzio-proba
Trakzio-proba materialen mekanikaren oinarrizko printzipioetan oinarritzen da. Baldintza jakin batzuetan materialaren laginari trakzio-karga bat aplikatuz, trakzio-deformazioa eragiten du lagina hautsi arte. Saiakuntzan zehar, lagin esperimentalaren deformazioa karga desberdinetan eta laginaren hausturaren karga maximoa erregistratzen dira, erresistentzia-erresistentzia, trakzio-erresistentzia eta materialaren beste errendimendu-adierazle batzuk kalkulatzeko.
Esfortzua σ = F/A
σ trakzio-erresistentzia (MPa) da
F trakzio-karga (N) da
A alearen ebakidura-eremua da
2. Trakzio-kurba
Luzatze-prozesuaren hainbat faseren analisia:
a. Karga txikiko OP etapan, luzapena kargarekin erlazio linealean dago, eta Fp lerro zuzenari eusteko karga maximoa da.
b. Kargak Fp gainditzen duenean, trakzio-kurbak erlazio ez-lineala hartzen hasten da. Lagina hasierako deformazio-etapan sartzen da, eta karga kentzen da, eta lagina jatorrizko egoerara itzul daiteke eta elastikoki deformatu daiteke.
c. Karga Fe gainditzen duenean, karga kentzen da, deformazioaren zati bat lehengoratzen da eta hondar deformazioaren zati bat mantentzen da, deformazio plastikoa deritzona. Fe limite elastikoa deritzo.
d. Karga gehiago handitzen denean, trakzio-kurbak zerra-hortzak erakusten ditu. Karga handitzen edo gutxitzen ez denean, lagin esperimentalaren etengabeko luzapenaren fenomenoari etekina deritzo. Eman ondoren, lagina deformazio plastiko nabaria jasaten hasten da.
e. Eman ondoren, laginak deformazio-erresistentziaren, lanaren gogortzearen eta deformazioaren indartzearen hazkundea erakusten du. Karga Fb-ra iristen denean, laginaren zati bera nabarmen uzkurtzen da. Fb da indarraren muga.
f. Uzkurtze-fenomenoak laginaren karga-ahalmena gutxitzea dakar. Karga Fk iristen denean, lagina hausten da. Hau haustura karga deritzo.
Etekin-indarra
Etendura-indarra metalezko material batek deformazio plastikoaren hasieratik haustura osoa arte jasan dezakeen tentsio-balio maximoa da, kanpoko indarraren eraginpean dagoenean. Balio honek puntu kritikoa markatzen du, non materiala deformazio elastikoko fasetik deformazio plastikoko fasera igarotzen den.
Sailkapena
Etengabetasun-indarra: errendimendua gertatzen denean indarra lehen aldiz jaisten den laginaren tentsio maximoari esaten zaio.
Etengabetasun-indar baxuagoa: hasierako efektu iragankorra alde batera uzten denean etekin-etapan dagoen tentsio minimoari egiten dio erreferentzia. Beheko etekin-puntuaren balioa nahiko egonkorra denez, materialaren erresistentziaren adierazle gisa erabiltzen da normalean, etenaldi-puntua edo etenaldi-indarra deritzona.
Kalkulu-formula
Etendura-erresistentziari dagokionez: R = F / Sₒ, non F indar maximoa den ugalkortasun-etapan indarra lehen aldiz jaitsi baino lehen, eta Sₒ laginaren jatorrizko sekzio-azalera den.
Etengabetasun-indarra txikiagoa izateko: R = F / Sₒ, non F indar minimoa den F hasierako efektu iragankorra alde batera utzita, eta Sₒ laginaren jatorrizko ebakidura-azalera den.
Unitatea
Uste-indarra MPa (megapaskal) edo N/mm² (Newton milimetro karratuko) izan ohi da.
Adibidea
Hartu karbono gutxiko altzairua adibide gisa, bere etekin-muga 207MPa izan ohi da. Muga hori baino kanpoko indar bat jasaten duenean, karbono gutxiko altzairuak deformazio iraunkorra sortuko du eta ezin izango da berreskuratu; muga hori baino txikiagoa den kanpo-indarra jasaten duenean, karbono gutxiko altzairua jatorrizko egoerara itzul daiteke.
Eten-indarra metalezko materialen propietate mekanikoak ebaluatzeko adierazle garrantzitsuenetako bat da. Materialek deformazio plastikoari aurre egiteko duten gaitasuna islatzen du kanpoko indarrak jasaten dituztenean.
Trakzio erresistentzia
Tentsio-erresistentzia material batek trakzio-kargapean kalteak jasateko duen gaitasuna da, materialak trakzio-prozesuan zehar jasan dezakeen tentsio-balio maximo gisa adierazten dena. Materialaren trakzio-esfortzuak bere trakzio-indarra gainditzen duenean, materialak deformazio plastikoa edo haustura jasango du.
Kalkulu-formula
Trakzio-erresistentzia (σt) kalkulatzeko formula hau da:
σt = F/A
Non F laginak hautsi aurretik jasan dezakeen trakzio-indar maximoa (Newton, N) den eta A laginaren jatorrizko sekzio-azalera den (milimetro koadroa, mm²).
Unitatea
Trakzio-erresistentziaren unitatea MPa (megapaskal) edo N/mm² (Newton milimetro karratuko) izan ohi da. 1 MPa 1.000.000 Newton metro koadroko berdina da, hau ere 1 N/mm²-ren berdina da.
Eragin-faktoreak
Trakzio-erresistentzia faktore askok eragiten dute, besteak beste, konposizio kimikoak, mikroegiturak, tratamendu termikoko prozesuak, prozesatzeko metodoak, etab. Material desberdinek trakzio-erresistentzia desberdinak dituzte, beraz, aplikazio praktikoetan, beharrezkoa da material egokiak hautatzea ezaugarri mekanikoen arabera. materialak.
Aplikazio praktikoa
Trakzio-erresistentzia oso parametro garrantzitsua da materialen zientziaren eta ingeniaritzaren arloan, eta sarritan erabiltzen da materialen propietate mekanikoak ebaluatzeko. Egitura-diseinuari, materialen aukeraketari, segurtasun-ebaluazioari, etab.ri dagokionez, trakzio-erresistentzia kontuan hartu beharreko faktorea da. Adibidez, eraikuntza ingeniaritzan, altzairuaren trakzio-erresistentzia faktore garrantzitsua da kargak jasan ditzakeen ala ez zehazteko; aeroespazialaren arloan, material arin eta erresistentzia handikoen trakzio-erresistentzia da hegazkinen segurtasuna bermatzeko gakoa.
Neke indarra:
Metalezko nekea materialek eta osagaiek pixkanaka-pixkanaka toki batean edo hainbatetan tentsio ziklikoaren edo tentsio ziklikoaren menpe dauden toki batean edo hainbatetan kalte metatu iraunkorrak sortzen dituzten prozesuari deritzo, eta pitzadurak edo bat-bateko haustura osoa ziklo jakin baten ondoren gertatzen direnean.
Ezaugarriak
Bat-batekotasuna denboran: metalezko nekearen hutsegitea sarritan gertatzen da bat-batean denbora tarte laburrean seinale nabaririk gabe.
Tokia posizioan: Neke-porrota estresa kontzentratzen den tokiko eremuetan gertatzen da normalean.
Ingurumenarekiko eta akatsekiko sentikortasuna: metalezko nekea oso sentikorra da ingurumenarekiko eta materialaren barneko akats txikiak, eta horrek neke-prozesua azkartu dezake.
Eragin-faktoreak
Esfortzuaren anplitudea: tentsioaren magnitudeak zuzenean eragiten du metalaren neke-bizitzan.
Batez besteko tentsioaren magnitudea: zenbat eta handiagoa izan batez besteko tentsioa, orduan eta laburragoa izango da metalaren neke-bizitza.
Ziklo-kopurua: zenbat eta aldi gehiagotan egon metala tentsio edo tentsio ziklikoaren menpe, orduan eta larriagoa da nekearen kalteen metaketa.
Prebentzio neurriak
Materialen hautaketa optimizatu: neke-muga handiagoak dituzten materialak hautatu.
Esfortzu-kontzentrazioa murriztea: tentsio-kontzentrazioa murriztea egitura-diseinuaren edo prozesatzeko metodoen bidez, hala nola izkin biribilduen trantsizioak erabiliz, zeharkako dimentsioak handituz, etab.
Gainazalaren tratamendua: metalezko gainazalean leuntzea, ihinztatzea eta abar gainazaleko akatsak murrizteko eta nekearen indarra hobetzeko.
Ikuskapena eta mantentze-lanak: aldizka ikuskatu metalezko osagaiak, pitzadurak bezalako akatsak berehala detektatzeko eta konpontzeko; mantendu nekea izateko joera duten piezak, hala nola, higatutako piezak ordezkatzea eta lotura ahulak sendotzea.
Metalaren nekea metalaren hutsegite modu arrunta da, bat-batekotasuna, tokikotasuna eta ingurunearekiko sentikortasuna dituena. Esfortzuaren anplitudea, tentsioaren batez besteko magnitudea eta ziklo kopurua dira metalen nekeari eragiten dioten faktore nagusiak.
SN kurba: tentsio-maila desberdinetan dauden materialen neke-bizitza deskribatzen du, non S-k tentsioa adierazten duen eta N-k tentsio-zikloen kopurua adierazten duen.
Nekearen indarraren koefizientearen formula:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Non (Ka) karga-faktorea den, (Kb) tamaina-faktorea, (Kc) tenperatura-faktorea, (Kd) gainazaleko kalitate-faktorea eta (Ke) fidagarritasuna.
SN kurba adierazpen matematikoa:
(\sigma^m N = C)
Non (\sigma) tentsioa den, N tentsio-zikloen kopurua eta m eta C material-konstanteak dira.
Kalkulu-urratsak
Zehaztu materialaren konstanteak:
Zehaztu m eta C-ren balioak esperimentuen bidez edo dagokion literaturari erreferentzia eginez.
Esfortzu-kontzentrazio-faktorea zehaztea: kontuan hartu piezaren benetako forma eta tamaina, baita ergelek, giltzarriek, etab.ek eragindako tentsio-kontzentrazioa ere, K tentsio-kontzentrazioaren faktorea zehazteko. Neke-erresistentzia kalkulatu: SN kurbaren eta tentsioaren arabera. kontzentrazio-faktoreak, diseinu-bizitza eta piezaren laneko tentsio-mailarekin konbinatuta, nekearen indarra kalkulatzen du.
2. Plastikotasuna:
Plastikotasuna material baten propietateari deritzo, kanpoko indarraren eraginpean dagoenean, deformazio iraunkorra sortzen duena, hausturarik gabe, kanpoko indarrak bere muga elastikoa gainditzen duenean. Deformazio hori itzulezina da, eta materiala ez da jatorrizko formara itzuliko nahiz eta kanpoko indarra kendu.
Plastikotasun-indizea eta bere kalkulu-formula
Luzapena (δ)
Definizioa: luzapena neurgailuaren sekzioaren guztizko deformazioaren ehunekoa da, alea trakzio-hausturarekin jatorrizko zabalera-luzeraraino apurtu ondoren.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × % 100
Non L0 laginaren jatorrizko zabalera-luzera den;
L1 alea hautsi ondoren neurgailuaren luzera da.
Murrizketa segmentala (Ψ)
Definizioa: murrizketa segmentala lepo-puntuan dagoen ebakidura-eremuan gehienezko murrizketaren ehunekoa da, alea jatorrizko ebakidura-eremuraino apurtu ondoren.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × % 100
Non F0 laginaren jatorrizko ebakidura-eremua den;
F1 alea apurtu ondoren lepo-puntuan dagoen sekzio-eremua da.
3. Gogortasuna
Metalaren gogortasuna metalezko materialen gogortasuna neurtzeko propietate mekanikoen indizea da. Gainazal metalikoko bolumen lokalean deformazioari aurre egiteko gaitasuna adierazten du.
Metalen gogortasunaren sailkapena eta irudikapena
Metalen gogortasunak hainbat sailkapen eta irudikapen metodo ditu proba metodo ezberdinen arabera. Batez ere, honako hauek sartzen dira:
Brinell gogortasuna (HB):
Aplikazio-esparrua: Oro har, materiala leunagoa denean erabiltzen da, hala nola, metal ez-ferrikoak, altzairua tratamendu termikoa baino lehen edo erretu ondoren.
Proba-printzipioa: proba-kargaren tamaina jakin batekin, diametro jakin bateko altzairuzko bola edo karburozko bola gogortu bat probatu nahi den metalaren gainazalean sakatzen da, eta karga deskargatu egiten da denbora zehatz baten ondoren eta koskaren diametroa. probatu beharreko gainazalean neurtzen da.
Kalkulu-formula: Brinell-en gogortasun-balioa karga koskaren azalera esferikoarekin zatitzean lortzen den zatidura da.
Rockwell gogortasuna (HR):
Aplikazio-esparrua: Oro har, gogortasun handiagoko materialetarako erabiltzen da, hala nola tratamendu termikoaren ondoren gogortasuna.
Proba-printzipioa: Brinell-en gogortasunaren antzekoa, baina zunda desberdinak (diamantea) eta kalkulu metodo desberdinak erabiliz.
Motak: Aplikazioaren arabera, HRC (gogortasun handiko materialetarako), HRA, HRB eta beste mota batzuk daude.
Vickers gogortasuna (HV):
Aplikazio-esparrua: mikroskopioaren analisirako egokia.
Proba-printzipioa: Sakatu materialaren gainazala 120kg baino gutxiagoko karga batekin eta 136°-ko erpin-angelua duen diamante karratu-kono koska batekin, eta zatitu materialaren koska-hobiaren azalera karga-balioarekin Vickers gogortasunaren balioa lortzeko.
Leeb gogortasuna (HL):
Ezaugarriak: gogortasun-probagailu eramangarria, neurtzeko erraza.
Proba-printzipioa: Erabili bola-buruak gogortasunaren gainazalean eragin ondoren sortutako errebotea, eta kalkulatu gogortasuna laginaren gainazaletik 1 mm-ra dagoen puntzoiaren errebote-abiaduraren proportzioaren arabera.
Argitalpenaren ordua: 2024-09-25
