إثبات العائد: 0.2. الخواص الميكانيكية للمعادن. الخواص الميكانيكية للفولاذ. الخواص الميكانيكية للسبائك. لماذا تختار موزتورج
إذا وصفنا مفهوم قوة الخضوع لفترة وجيزة، ثم في قوة المواد قوة الخضوعهو الضغط الذي يبدأ عنده تشوه البلاستيك في التطور. تشير قوة الخضوع إلى خصائص القوة.
وفق ، سيولة- هذا تشوه لدن كبير الحجم صغير جدًا تصلبدτ/دγ.
بدني إجهاد الخضوع- هذه خاصية ميكانيكية للمواد: الضغط المقابل للموضع السفلي مناطق دورانالخامس مخطط تمتدبالنسبة للمواد التي تحتوي على هذه اللوحة (الشكل)، σ ت = صت / F 0 . هنا 0 هي مساحة المقطع العرضي الأصلية للعينة.
قوة العائديحدد الحدود بين مناطق التشوه المرنة والبلاستيكية المرنة. حتى الزيادة الطفيفة في الجهد (الحمل) تكون أعلى قوة الخضوعيسبب تشوهات كبيرة.
إثبات العائد
إثبات العائد(ويعرف أيضًا باسم قوة الخضوع الفنية). بالنسبة للمواد غير الموضحة في الرسم التخطيطي مناطق دوران، يقبل قوة الصمود- الإجهاد الذي يصل عنده التشوه المتبقي للعينة إلى قيمة معينة محددة المواصفات الفنية(أكبر من الحد المرن). عادةً ما يعني إجهاد الإثبات الإجهاد الذي يكون عنده التشوه المتبقي 0.2%. وبالتالي، عادة ما يُشار إلى قوة خضوع الشد بـ σ 0.2.
مميزة أيضاً قوة الخضوع الانحناء المشروطو قوة الخضوع الالتوائية.
قوة العائد المعدنية
الخاصية المذكورة أعلاه صالحة في المقام الأول لقوة الخضوع للمعدن. يتم قياس قوة الخضوع للمعدن بالكيلوجرام / مم 2 أو N / م 2. تتأثر قيمة مقاومة خضوع المعدن بمجموعة متنوعة من العوامل، على سبيل المثال: سمك العينة، وطريقة المعالجة الحرارية، ووجود شوائب معينة وعناصر صناعة السبائك، والبنية المجهرية، ونوع الشبكة البلورية وعيوبها، وما إلى ذلك. تختلف قوة المعادن بشكل كبير مع درجة الحرارة.
قوة العائد من الصلب
قوة العائد من الفولاذفي GOSTs يشار إليه بالعلامة "ليس أقل"، وحدة القياس هي MPa. دعونا نعطي كمثال القيم المنظمة لمقاومة الخضوع σ T لبعض أنواع الفولاذ الشائعة.
بالنسبة للمنتجات الأساسية الطويلة (GOST 1050-88، الفولاذ الكربوني الهيكلي عالي الجودة) التي يصل قطرها أو سمكها إلى 80 مم، تكون القيم التالية لقوة إنتاج الفولاذ صالحة:
- قوة إنتاج الصلب 20(St20، 20) عند T = 20 درجة مئوية، مدرفلة، بعد التطبيع - لا تقل عن 245 نيوتن / مم 2 أو 25 كجم ثقل / مم 2.
- قوة إنتاج الصلب 30(St30، 30) عند T = 20 درجة مئوية، ملفوف، بعد التطبيع - لا يقل عن 295 نيوتن / مم 2 أو 30 كجم ثقل / مم 2.
- قوة إنتاج الصلب 45(St45، 45) عند T = 20 درجة مئوية، ملفوف، بعد التطبيع - لا يقل عن 355 نيوتن / مم 2 أو 36 كجم ثقل / مم 2.
بالنسبة لنفس الفولاذ، الذي يتم تصنيعه بالاتفاق بين المستهلك والشركة المصنعة، ينص GOST 1050-88 على خصائص أخرى. على وجه الخصوص، فإن قوة الخضوع الطبيعية للفولاذ، والتي يتم تحديدها على عينات مقطوعة من الفراغات الفولاذية المعالجة بالحرارة بالحجم المحدد بالترتيب، سيكون لها القيم التالية:
- قوة إنتاج الصلب 30(St30، التقسية + التقسية): منتجات ملفوفة يصل حجمها إلى 16 مم - لا تقل عن 400 نيوتن/مم2 أو 41 كجم ثقل/مم2؛ المنتجات المدرفلة التي يتراوح حجمها من 16 إلى 40 مم - لا تقل عن 355 نيوتن/مم2 أو 36 كجم ثقل/مم2؛ منتجات مدرفلة تتراوح أحجامها من 40 إلى 100 مم - لا تقل عن 295 نيوتن/مم2 أو 30 كجم ثقل/مم2.
- قوة إنتاج الصلب 45(St45، التقسية + التقسية): منتجات ملفوفة يصل حجمها إلى 16 مم - لا تقل عن 490 نيوتن/مم2 أو 50 كجم ثقل/مم2؛ المنتجات المدرفلة التي يتراوح حجمها من 16 إلى 40 مم - لا تقل عن 430 نيوتن/مم2 أو 44 كجم ثقل/مم2؛ منتجات مدرفلة تتراوح أحجامها من 40 إلى 100 مم - لا تقل عن 375 نيوتن/مم2 أو 38 كجم ثقل/مم2.
*تنطبق الخواص الميكانيكية للفولاذ 30 على المنتجات المدرفلة التي يصل حجمها إلى 63 مم.
قوة الخضوع للصلب 40Х(St 40X، سبائك الفولاذ الهيكلي، الكروم، GOST 4543-71): للمنتجات المدرفلة بحجم 25 مم بعد المعالجة الحرارية (التصلب + التقسية) - لا تقل قوة إنتاج الفولاذ 40X عن 785 نيوتن / مم 2 أو 80 كجم/مم2.
قوة الخضوع للصلب 09G2S(GOST 5520-79، صفائح من الفولاذ الإنشائي منخفض السبائك 09G2S للهياكل الملحومة، منغنيز السيليكون). تتراوح القيمة الدنيا لمقاومة الخضوع للفولاذ 09G2S للفولاذ المدرفل، اعتمادًا على سمك الصفائح، من 265 نيوتن/مم2 (27 كجم ثقلي/مم2) إلى 345 نيوتن/مم2 (35 كجم ثقلي/مم2). بالنسبة لدرجات الحرارة المرتفعة، الحد الأدنى المطلوب لقيمة مقاومة الخضوع للفولاذ 09G2S هو: بالنسبة إلى T=250 درجة مئوية - 225 (23)؛ ل T = 300 درجة مئوية - 196 (20)؛ تي = 350 درجة مئوية - 176 (18)؛ تي = 400 درجة مئوية - 157 (16).
قوة الخضوع للصلب 3. ستيل 3 ( الصلب الكربونيالجودة العادية، GOST 380-2005) يتم تصنيعها في العلامات التجارية التالية: St3kp، St3ps، St3sp، St3Gps، St3Gsp. يتم تنظيم قوة الخضوع للصلب 3 بشكل منفصل لكل درجة. على سبيل المثال، تختلف متطلبات مقاومة الخضوع لـ St3kp، اعتمادًا على سمك المنتج المدرفل، من 195-235 نيوتن/مم2 (ليس أقل).
تدفق تذوب
سيولة ذوبان المعادنهي قدرة المعدن المنصهر على ملء قالب الصب. تدفق تذوبللمعادن والسبائك المعدنية - نفس الشيء سيولة. (انظر خصائص صب السبائك).
إن سيولة السائل بشكل عام والذوبان بشكل خاص هي مقلوب اللزوجة الديناميكية. في النظام الدوليالوحدات (SI) يتم التعبير عن سيولة السائل بـ Pa -1 *s -1.
إعداد: كورنينكو أ. (آي سي إم)
أشعل.:
تتفاعل المواد المختلفة بشكل مختلف مع القوة الخارجية المطبقة عليها، مما يؤدي إلى تغيير في شكلها وأبعادها الخطية. ويسمى هذا التغيير تشوه البلاستيك. إذا استعاد الجسم بشكل مستقل شكله الأصلي وأبعاده الخطية بعد توقف التأثير، فإن هذا التشوه يسمى المرونة. المرونة واللزوجة والقوة والصلابة هي الخصائص الميكانيكية الرئيسية للأجسام الصلبة وغير المتبلورة وتحدد التغييرات التي تحدث مع الجسم المادي أثناء التشوه تحت تأثير القوة الخارجية وحالتها المحدودة - التدمير. مقاومة الخضوع للمادة هي قيمة الإجهاد (أو القوة لكل وحدة مساحة المقطع العرضي) التي يبدأ عندها تشوه البلاستيك.
تعد معرفة الخواص الميكانيكية للمادة أمرًا في غاية الأهمية للمصمم الذي يستخدمها في عمله. وهو يحدد الحد الأقصى للحمل على جزء معين أو الهيكل ككل، فإذا تم تجاوزه سيبدأ تشوه البلاستيك، ويفقد الهيكل قوته وشكله وقد يتلف. انهيار أو تشوه خطير في هياكل أو عناصر البناء أنظمة النقليمكن أن تؤدي إلى دمار واسع النطاق وخسائر مادية وحتى خسائر بشرية.
قوة الخضوع هي الحد الأقصى للحمل الذي يمكن تطبيقه على الهيكل دون تشوه أو فشل لاحق. كلما زادت قيمته، كلما زاد الحمل الذي يمكن للهيكل تحمله.
من الناحية العملية، تحدد قوة خضوع المعدن أداء المادة نفسها والمنتجات المصنوعة منها تحت الأحمال الشديدة. لقد تنبأ الناس دائمًا بالأحمال القصوى التي يمكن أن تتحملها الهياكل التي يشيدونها أو الآليات التي ينشئونها. في المراحل الأولى من تطور الصناعة، تم تحديد ذلك تجريبيًا، وفقط في القرن التاسع عشر بدأ إنشاء نظرية قوة المواد. تم حل مشكلة الموثوقية من خلال إنشاء هامش أمان متعدد، مما أدى إلى هياكل أثقل وأكثر تكلفة. اليوم ليس من الضروري إنشاء نموذج لمنتج بمقياس معين أو بالحجم الكامل وإجراء تجارب على التدمير تحت الحمل عليه - يمكن لبرامج الكمبيوتر من عائلة CAE (هندسة الحساب) حساب معلمات القوة بدقة منتج منتهيوالتنبؤ القيم الحديةالأحمال
قيمة قوة الخضوع للمادة
ومع تطور الفيزياء الذرية في القرن العشرين، أصبح من الممكن حساب قيمة المعلمة نظريًا. تم تنفيذ هذا العمل لأول مرة بواسطة ياكوف فرينكل في عام 1924. بناءً على قوة الروابط بين الذرات، حدد من خلال الحسابات المعقدة في ذلك الوقت مقدار الضغط الكافي لبدء التشوه البلاستيكي للأجسام ذات الشكل البسيط. ستكون قيمة قوة الخضوع للمادة مساوية
τ τ =G/2π. ، حيث G هو معامل القص , بالضبط ما يحدد استقرار الروابط بين الذرات.
حساب قيمة قوة الخضوع
كان الافتراض العبقري الذي قدمه فرينكل في حساباته هو أن عملية تغيير شكل المادة كانت مدفوعة بإجهادات القص. بالنسبة لبداية التشوه البلاستيكي، كان من المفترض أنه يكفي أن يتحرك نصف الجسم بالنسبة إلى الآخر إلى حد أنه لا يستطيع العودة إلى موضعه الأصلي تحت تأثير القوى المرنة.
اقترح فرنكل أن المادة التي تم اختبارها في التجربة الفكرية لها بنية بلورية أو متعددة البلورات، وهي سمة معظم المعادن والسيراميك والعديد من البوليمرات. يفترض هذا الهيكل وجود شبكة مكانية، يتم ترتيب الذرات فيها بترتيب محدد بدقة. يكون تكوين هذه الشبكة فرديًا تمامًا لكل مادة، وكذلك المسافات بين الذرات والقوى التي تربط هذه الذرات. وبالتالي، من أجل التسبب في تشوه القص البلاستيكي، سيكون من الضروري كسر جميع الروابط بين الذرية التي تمر عبر المستوى التقليدي الذي يفصل بين نصفي الجسم.
عند قيمة إجهاد معينة تساوي قوة الخضوع , سيتم كسر الروابط بين الذرات من نصفين مختلفين من الجسم، وسوف يتحول عدد من الذرات بالنسبة لبعضها البعض مسافة بين الذرات واحدة دون إمكانية العودة إلى وضعها الأصلي. ومع التعرض المستمر، سيستمر مثل هذا التحول الجزئي حتى تفقد جميع ذرات نصف الجسم الاتصال مع ذرات النصف الآخر
في العالم الكبير، سيؤدي ذلك إلى تشوه البلاستيك، وتغيير شكل الجسم، ومع التعرض المستمر، يؤدي إلى تدميره. ومن الناحية العملية، فإن خط بداية الدمار لا يمر عبر منتصف الجسم المادي، ولكنه يقع في مواقع عدم التجانس المادي.
قوة الخضوع المادية
في نظرية القوة، لكل مادة عدة قيم لهذه الخاصية المهمة. تتوافق قوة الخضوع المادية مع قيمة الضغط التي، على الرغم من التشوه، لا يتغير الحمل المحدد على الإطلاق أو يتغير بشكل طفيف. بمعنى آخر، هذه هي قيمة الجهد التي يتشوه فيها الجسم المادي، "يتدفق"، دون زيادة القوة المطبقة على العينة
يُظهر عدد كبير من المعادن والسبائك، عند اختبارها عند قوة الشد، مخططًا للخضوع مع "هضبة الخضوع" غائبة أو محددة بشكل ضعيف. لمثل هذه المواد يتحدثون عن قوة الخضوع المشروطة. يتم تفسيره على أنه الضغط الذي يحدث عنده التشوه في حدود 0.2٪.
وتشمل هذه المواد سبائك وسبائك الصلب عالية الكربون والبرونز والدورالومين وغيرها الكثير. كلما زادت كمية البلاستيك في المادة، زاد مؤشر التشوه المتبقي. تشمل أمثلة المواد المرنة النحاس والنحاس والألمنيوم النقي ومعظم سبائك الفولاذ منخفضة الكربون.
يحظى الفولاذ، باعتباره المادة الهيكلية الأكثر شيوعًا، باهتمام وثيق بشكل خاص من قبل المتخصصين في حساب قوة الهياكل والحد الأقصى للأحمال المسموح بها عليها.
أثناء تشغيلها، تتعرض الهياكل الفولاذية لأحمال مشتركة من الشد والضغط والثني والقص، وهي كبيرة الحجم ومعقدة الشكل. يمكن أن تكون الأحمال ديناميكية وثابتة ودورية. على الرغم من أصعب ظروف الاستخدام، يجب على المصمم التأكد من أن الهياكل والآليات التي يصممها متينة وموثوقة وتتمتع بدرجة عالية من الأمان لكل من الموظفين والسكان المحيطين.
ولذلك، يتم وضع متطلبات متزايدة على الخواص الميكانيكية على الفولاذ. من وجهة نظر الكفاءة الاقتصادية، تسعى الشركة جاهدة إلى تقليل المقطع العرضي والأبعاد الأخرى لمنتجاتها من أجل تقليل استهلاك المواد والوزن وبالتالي زيادة خصائص الأداء. ومن الناحية العملية، يجب موازنة هذا المتطلب مع متطلبات السلامة والموثوقية المنصوص عليها في المعايير والمواصفات الفنية.
تعتبر قوة خضوع الفولاذ معلمة أساسية في هذه الحسابات لأنها تميز قدرة الهيكل على تحمل الضغط دون تشوه أو فشل دائم.
تأثير محتوى الكربون على خصائص الفولاذ
وفقا للمبدأ الفيزيائي الكيميائي للإضافة، يتم تحديد التغير في الخواص الفيزيائية للمواد بنسبة الكربون. زيادة نسبتها إلى 1.2% تجعل من الممكن زيادة القوة والصلابة وقوة الخضوع وسعة التبريد العتبة للسبيكة. تؤدي الزيادة الإضافية في نسبة الكربون إلى انخفاض ملحوظ في المؤشرات الفنية مثل قابلية اللحام والتشوه النهائي أثناء عمليات الختم. يتميز الفولاذ منخفض الكربون بأفضل قابلية للحام.
النيتروجين والأكسجين في السبائك
تعتبر هذه اللافلزات من بداية الجدول الدوري شوائب ضارة وتقلل من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للصلب، مثل عتبة اللزوجة والليونة والهشاشة. إذا تم احتواء الأكسجين بكميات أكبر من 0.03%، فإن ذلك يؤدي إلى تسارع شيخوخة السبيكة، كما يزيد النيتروجين من هشاشة المادة. من ناحية أخرى، يزيد محتوى النيتروجين من القوة عن طريق تقليل قوة الخضوع.
إضافات المنغنيز والسيليكون
يتم استخدام مادة مضافة لصناعة السبائك على شكل منغنيز لإزالة الأكسدة من السبائك والتعويض عن الآثار السلبية للشوائب الضارة المحتوية على الكبريت. نظرًا لخصائصه المشابهة للحديد، فإن المنغنيز ليس له تأثير مستقل كبير على خصائص السبيكة. محتوى المنغنيز النموذجي حوالي 0.8٪.
وللسيليكون تأثير مماثل، حيث يتم إضافته أثناء عملية إزالة الأكسدة بجزء حجمي لا يتجاوز 0.4%. منذ السيليكون يتحلل بشكل كبير من هذا القبيل المؤشر الفنيكيف هي قابلية اللحام للصلب. بالنسبة للفولاذ الإنشائي المخصص للحام يجب ألا تزيد نسبته عن 0.25%. لا يؤثر السيليكون على خصائص سبائك الفولاذ.
شوائب الكبريت والفوسفور
الكبريت هو شوائب ضارة للغاية ويؤثر سلبا على الكثيرين الخصائص الفيزيائيةوالمواصفات الفنية.
الحد الأقصى المسموح به من هذا العنصر في شكل كبريتات هشة هو 0.06٪
يضعف الكبريت الليونة وقوة الخضوع وقوة التأثير ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل للمواد.
للفوسفور تأثير مزدوج على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للفولاذ. من ناحية، مع زيادة محتواه، تزداد قوة الخضوع، ولكن من ناحية أخرى، تنخفض اللزوجة والسيولة في نفس الوقت. عادة يتراوح محتوى الفوسفور من 0.025 إلى 0.044%. للفوسفور تأثير سلبي قوي بشكل خاص مع زيادة متزامنة في نسبة حجم الكربون.
إضافات صناعة السبائك في السبائك
إضافات صناعة السبائك هي مواد يتم إدخالها عمدًا في تركيبة سبيكة لتغيير خصائصها بشكل مقصود إلى المستويات المطلوبة. وتسمى هذه السبائك سبائك الفولاذ. ويمكن تحقيق أداء أفضل عن طريق إضافة عدة إضافات في وقت واحد بنسب معينة.
المضافات الشائعة هي النيكل والفاناديوم والكروم والموليبدينوم وغيرها. بمساعدة إضافات السبائك، تم تحسين قيم قوة الخضوع والقوة واللزوجة ومقاومة التآكل والعديد من المعلمات والخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية الأخرى.
سيولة ذوبان المعادن
إن سيولة ذوبان المعدن هي قدرته على ملء قالب الصب بالكامل، واختراق أصغر التجاويف وتفاصيل الإغاثة. تعتمد دقة الصب وجودة سطحه على ذلك.
يمكن تعزيز الخاصية عن طريق وضع المصهور تحت ضغط زائد. يتم استخدام هذه الظاهرة الفيزيائية في آلات القولبة بالحقن. يمكن لهذه الطريقة أن تزيد بشكل كبير من إنتاجية عملية الصب، وتحسين جودة السطح وتوحيد المسبوكات.
اختبار عينة لتحديد قوة الخضوع
لإجراء الاختبارات القياسية تستخدم عينة أسطوانية بقطر 20 ملم وارتفاع 10 ملم ويتم تثبيتها في جهاز الاختبار وتعريضها للشد. تسمى المسافة بين العلامات المطبقة على السطح الجانبي للعينة بالطول المحسوب. أثناء القياسات، يتم تسجيل اعتماد الاستطالة النسبية للعينة على حجم قوة الشد.
يتم عرض الاعتماد في شكل مخطط تمديد مشروط. في المرحلة الأولى من التجربة، تؤدي زيادة القوة إلى زيادة متناسبة في طول العينة. عند الوصول إلى حد التناسب، يتحول المخطط من الخطي إلى المنحني، ويتم فقدان العلاقة الخطية بين القوة والاستطالة. في هذا القسم من الرسم البياني، عند إزالة القوة، يظل بإمكان العينة العودة إلى شكلها وأبعادها الأصلية.
بالنسبة لمعظم المواد، يكون الحد النسبي وقوة الخضوع قريبين جدًا تطبيقات عمليةولا يؤخذ الفرق بينهما بعين الاعتبار.
تميز الخواص الميكانيكية مقاومة المادة للتشوه أو التدمير أو خصوصية سلوكها أثناء عملية التدمير. تتضمن هذه المجموعة من الخصائص مؤشرات القوة والصلابة (المرونة) والليونة والصلابة واللزوجة. تتكون المجموعة الرئيسية من هذه المؤشرات من الخصائص القياسية للخواص الميكانيكية، والتي يتم تحديدها في ظروف المختبر على عينات ذات أحجام قياسية. تقوم مؤشرات الخواص الميكانيكية التي يتم الحصول عليها خلال هذه الاختبارات بتقييم سلوك المواد تحت الحمل الخارجي دون مراعاة تصميم الجزء وظروف تشغيله. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تحدد بالإضافة إلى ذلك مؤشرات القوة الهيكلية التي ترتبط بأكبر قدر من الارتباط بخصائص الخدمة لمنتج معين وتقييم أداء المادة في ظل ظروف التشغيل.
2.2.1. الخواص الميكانيكية تحدد تحت الأحمال الساكنة
تتضمن الاختبارات الثابتة زيادة بطيئة وتدريجية في الحمل المطبق على عينة الاختبار. وفقًا لطريقة تطبيق الأحمال، يتم تمييز الاختبارات الثابتة: الشد أو الضغط أو الانحناء أو الالتواء أو القص أو القص. الأكثر شيوعًا هي اختبارات الشد (GOST 1497-84)، والتي تتيح تحديد العديد من المؤشرات المهمة للخواص الميكانيكية.
اختبارات الشد
عند تمديد العينات القياسية بمساحة مستعرضة F0 وطول العمل (المحسوب) L0، يتم إنشاء مخطط الشد في إحداثيات الحمل - استطالة العينة (الشكل 2.1). يتم تمييز ثلاثة أقسام في الرسم البياني: التشوه المرن قبل التحميل P(التحكم)؛ تشوه البلاستيك الموحد من P (التحكم) إلى P (الحد الأقصى) وتشوه البلاستيك المركز من P (الحد الأقصى) إلى P (الحرج). يتم الحفاظ على القسم المستقيم حتى يتوافق الحمل مع حد التناسب P (pc). يميز ظل زاوية ميل المقطع المستقيم معامل المرونة من النوع الأول ه.
في منطقة صغيرة من P(pc) إلى P(upr)، تتعطل العلاقة الخطية بين P و(delta)L بسبب العيوب المرنة في المادة المرتبطة بعيوب الشبكة.
يحدث تشوه البلاستيك فوق P (التحكم) مع زيادة الحمل، حيث يتم تقوية المعدن أثناء التشوه. يسمى تقوية المعدن أثناء التشوه تصلب
تزداد تصلب المعدن حتى تنكسر العينة، على الرغم من انخفاض حمل الشد من P(max) إلى P(حرج) . يتم تفسير ذلك من خلال ظهور ترقق محلي في العينة - الرقبة التي يتركز فيها التشوه البلاستيكي بشكل أساسي. وعلى الرغم من انخفاض الحمل، فإن ضغوط الشد في الرقبة تزداد حتى تمزق العينة.
عند تمددها، تستطيل العينة ويتناقص مقطعها العرضي بشكل مستمر. يتم تحديد الضغط الحقيقي عن طريق قسمة الحمل المؤثر في لحظة معينة على المساحة الموجودة في العينة في تلك اللحظة. في الممارسة اليومية، لا يتم تحديد الضغوط الحقيقية، ولكن يتم استخدام الضغوط المشروطة، على افتراض أن المقطع العرضي F0 تبقى العينة دون تغيير. تعتبر الضغوط (sigma)Cont و(sigma)T و(sigma)B من خصائص القوة القياسية. يتم الحصول على كل منها عن طريق قسمة الحمل المقابل P(urp)، ف(ت)و P (max) لكل مساحة مقطعية أولية F0.
الحد المرن (سيجما) هو الضغط الذي يصل عنده تشوه البلاستيك إلى قيمة معينة تحددها الظروف. عادة، يتم استخدام قيم السلالة المتبقية من 0.005؛ 0.02 و 0.05%. تتم الإشارة إلى الحدود المرنة المقابلة بـ (سيجما) 0.005 و (سيجما) 0.02 و (سيجما) 0.05. يعد الحد المرن سمة مهمة للمواد الزنبركية المستخدمة في الأجهزة والآلات المرنة.
قوة الخضوع المشروطة هي الإجهاد المقابل لتشوه البلاستيك بنسبة 0.2٪؛ تم تعيينه (سيجما)0.2. يتم تحديد قوة الخضوع الفيزيائية (سيجما) T من مخطط الشد عندما تكون هناك منطقة خضوع عليها. ومع ذلك، خلال اختبارات الشد لمعظم السبائك، لا يوجد ثبات العائد على المخططات. يميز التشوه البلاستيكي المحدد بنسبة 0.2٪ بدقة الانتقال من التشوهات المرنة إلى التشوهات البلاستيكية، ومن السهل تحديد الإجهاد (سيجما) 0.2 أثناء الاختبار، بغض النظر عما إذا كان هناك هضبة إنتاجية في مخطط الشد أم لا.
يتم اختيار الجهد المسموح به المستخدم في الحسابات أقل (سيجما)0.2 (عادة 1.5 مرة) أو أقل (سيجما)B (2.4 مرة).
بالنسبة للمواد ذات اللدونة المنخفضة، تشكل اختبارات الشد صعوبات كبيرة. تؤدي التشوهات الطفيفة عند تثبيت العينة إلى حدوث خطأ كبير في تحديد حمل الكسر. عادة ما تخضع هذه المواد لاختبار الانحناء.
اختبارات الانحناء
أثناء اختبار الانحناء، تنشأ ضغوط الشد والضغط في العينة. لهذا السبب، يعتبر الانحناء طريقة تحميل ألطف من الشد. يتم اختبار المواد منخفضة اللدونة من أجل الانحناء: الحديد الزهر، وفولاذ الأدوات، والفولاذ بعد تصلب السطح، والسيراميك. يتم إجراء الاختبارات على عينات طويلة (لتر / ساعة > 10) ذات شكل أسطواني أو مستطيل، مثبتة على دعامتين. يتم استخدام نظامين للتحميل: القوة المركزة (يتم استخدام هذه الطريقة في كثير من الأحيان) وقوتين متماثلتين (اختبارات الانحناء النقي). الخصائص المحددة هي قوة الشد والانحراف.
بالنسبة للمواد البلاستيكية، لا يتم استخدام اختبارات الثني، حيث يتم ثني العينات دون إتلافها حتى يتلامس الطرفان.
اختبارات الصلابة
تشير الصلابة إلى قدرة المادة على مقاومة اختراق سطحها. صلب- إندينتر. يتم استخدام كرة فولاذية صلبة أو طرف ماسي على شكل مخروط أو هرم كنقطة إندينتر. عند وضع مسافة بادئة، تتعرض الطبقات السطحية للمادة لتشوه بلاستيكي كبير. بعد إزالة الحمل، تبقى بصمة على السطح. خصوصية التشوه اللدن الذي يحدث هو أنه يحدث في حجم صغير وينتج عن عمل ضغوط عرضية كبيرة، حيث تنشأ حالة إجهاد معقدة قريبة من الضغط الشامل بالقرب من الطرف. لهذا السبب، ليس فقط المواد اللينة ولكن المواد الهشة تتعرض لتشوه البلاستيك! وبالتالي، فإن الصلابة تميز مقاومة المادة للتشوه البلاستيكي. يتم تقييم نفس المقاومة من خلال قوة الشد، عند تحديد التشوه المركز الذي يحدث في منطقة الرقبة. لذلك، بالنسبة لعدد من المواد، تكون القيم العددية للصلابة وقوة الشد متناسبة. تتيح لنا هذه الميزة، بالإضافة إلى سهولة القياس، اعتبار اختبارات الصلابة أحد أكثر أنواع الاختبارات الميكانيكية شيوعًا. في الممارسة العملية، يتم استخدام أربع طرق لقياس الصلابة على نطاق واسع.
صلابة برينل.في هذه الطريقة القياسية لقياس الصلابة، يتم استخدام كرة فولاذية صلبة يبلغ قطرها 10؛ 5 أو 2.5 ملم تحت أحمال من 5000 نيوتن إلى 30000 نيوتن. بعد إزالة الحمل يتم بصمة على شكل ثقب كروي يبلغ قطره د. يتم قياس قطر الثقب باستخدام عدسة مكبرة يوجد على العدسة مقياس مقسم.
في الممارسة العملية، عند قياس الصلابة، لا يتم إجراء الحسابات باستخدام الصيغة المذكورة أعلاه، ولكن يتم استخدام جداول تم تجميعها مسبقًا تشير إلى قيمة HB اعتمادًا على قطر المسافة البادئة والحمل المحدد. كلما كان قطر الطباعة أصغر، كلما زادت الصلابة.
طريقة قياس برينل ليست عالمية. يتم استخدامه للمواد ذات الصلابة المنخفضة والمتوسطة: الفولاذ ذو الصلابة< 450 НВ, цветных металлов с твердостью < 200 НВ и т.п.
صلابة فيكرز.في اختبار صلابة فيكرز القياسي، يتم ضغط هرم ماسي رباعي السطوح بزاوية قمة تبلغ 136 درجة على سطح العينة. يتم الحصول على البصمة على شكل مربع يتم قياس قطره بعد إزالة الحمولة.
تُستخدم طريقة فيكرز بشكل أساسي للمواد ذات الصلابة العالية، وكذلك لاختبار صلابة أجزاء المقاطع الصغيرة أو الطبقات السطحية الرقيقة. كقاعدة عامة، يتم استخدام الأحمال الصغيرة: 10، 30، 50، 100، 200، 500 ن. كلما كان قسم الجزء أو الطبقة قيد الدراسة أرق، كلما تم اختيار الحمل الأقل.
صلابة روكويل.تعتبر طريقة قياس الصلابة هذه هي الأكثر شيوعًا والأقل كثافة في العمالة. ليست هناك حاجة هنا لقياس حجم الطباعة، حيث تتم قراءة رقم الصلابة مباشرة من مقياس اختبار الصلابة. يعتمد رقم الصلابة على عمق انبعاج الطرف، والذي يستخدم كمخروط ماسي بزاوية قمة تبلغ 120 درجة أو كرة فولاذية يبلغ قطرها 1.588 ملم. يتم تحديد الحمل اعتمادًا على مادة الطرف.
الصلابة الدقيقة.يتم تحديد الصلابة الدقيقة عن طريق ضغط الهرم الماسي على سطح العينة تحت أحمال صغيرة (0.05 - 5 نيوتن) وقياس قطر المسافة البادئة. تقوم طريقة تحديد الصلابة الدقيقة بتقييم صلابة الحبوب الفردية أو المكونات الهيكلية أو الطبقات الرقيقة أو الأجزاء الرقيقة.
عند تمديد العينات القياسية بمساحة مستعرضة F0وطول العمل (المحسوب) L0، يتم إنشاء مخطط الشد في إحداثيات الحمل - استطالة العينة (الشكل 2.1). يتم تمييز ثلاثة أقسام في الرسم البياني: التشوه المرن قبل التحميل P(التحكم)؛ تشوه البلاستيك الموحد من P (التحكم) إلى P (الحد الأقصى) وتشوه البلاستيك المركز من P (الحد الأقصى) إلى P (الحرج). يتم الحفاظ على القسم المستقيم حتى يتوافق الحمل مع حد التناسب P (pc). يميز ظل زاوية ميل المقطع المستقيم معامل المرونة من النوع الأول ه.
في منطقة صغيرة من P(pc) إلى P(upr)، تتعطل العلاقة الخطية بين P و(delta)L بسبب العيوب المرنة في المادة المرتبطة بعيوب الشبكة.
يحدث تشوه البلاستيك فوق P (التحكم) مع زيادة الحمل، حيث يتم تقوية المعدن أثناء التشوه. يسمى تقوية المعدن أثناء التشوه تصلب
تزداد تصلب المعدن حتى تنكسر العينة، على الرغم من انخفاض حمل الشد من P(max) إلى P(حرج) . يتم تفسير ذلك من خلال ظهور ترقق محلي في العينة - الرقبة التي يتركز فيها التشوه البلاستيكي بشكل أساسي. وعلى الرغم من انخفاض الحمل، فإن ضغوط الشد في الرقبة تزداد حتى تمزق العينة.
عند تمددها، تستطيل العينة ويتناقص مقطعها العرضي بشكل مستمر. يتم تحديد الضغط الحقيقي عن طريق قسمة الحمل المؤثر في لحظة معينة على المساحة الموجودة في العينة في تلك اللحظة. في الممارسة اليومية، لا يتم تحديد الضغوط الحقيقية، ولكن يتم استخدام الضغوط المشروطة، على افتراض أن المقطع العرضي F0تبقى العينة دون تغيير. تعتبر الضغوط (sigma)Cont و(sigma)T و(sigma)B من خصائص القوة القياسية. يتم الحصول على كل منها عن طريق قسمة الحمل المقابل P(urp)، ف(ت)و P (max) لكل مساحة مقطعية أولية F0.
الحد المرن (سيجما) هو الضغط الذي يصل عنده تشوه البلاستيك إلى قيمة معينة تحددها الظروف. عادة، يتم استخدام قيم السلالة المتبقية من 0.005؛ 0.02 و 0.05%. تتم الإشارة إلى الحدود المرنة المقابلة بـ (سيجما) 0.005 و (سيجما) 0.02 و (سيجما) 0.05. يعد الحد المرن سمة مهمة للمواد الزنبركية المستخدمة في الأجهزة والآلات المرنة.
قوة الخضوع المشروطة هي الإجهاد المقابل لتشوه البلاستيك بنسبة 0.2٪؛ تم تعيينه (سيجما)0.2. يتم تحديد قوة الخضوع الفيزيائية (سيجما) T من مخطط الشد عندما تكون هناك منطقة خضوع عليها. ومع ذلك، خلال اختبارات الشد لمعظم السبائك، لا يوجد ثبات العائد على المخططات. يميز التشوه البلاستيكي المحدد بنسبة 0.2٪ بدقة الانتقال من التشوهات المرنة إلى التشوهات البلاستيكية، ومن السهل تحديد الإجهاد (سيجما) 0.2 أثناء الاختبار، بغض النظر عما إذا كان هناك هضبة إنتاجية في مخطط الشد أم لا.
يتم اختيار الجهد المسموح به المستخدم في الحسابات ليكون أقل من (سيجما)0.2 (عادة 1.5 مرة) أو أقل من (سيجما)B (2.4 مرة).
بالنسبة للمواد ذات اللدونة المنخفضة، تشكل اختبارات الشد صعوبات كبيرة. تؤدي التشوهات الطفيفة عند تثبيت العينة إلى حدوث خطأ كبير في تحديد حمل الكسر. عادة ما تخضع هذه المواد لاختبار الانحناء.
الجهد سس في المقطع العرضيحيث يظهر البلاستيك لأول مرة. (لا رجعة فيه) التشوهات. وبالمثل، في تجارب التواء عينة أنبوبية رقيقة الجدران، يتم تحديد PT عند القص. بالنسبة لمعظم المعادن ss=ts?3.
وفي بعض المواد ذات استطالة مستمرة تكون أسطوانية. عينة على الرسم البياني لاعتماد الجهد العادي على النسبي. تم الكشف عن الاستطالة 8 بواسطة ما يسمى. إنتاج الأسنان، أي انخفاض حاد في الضغط قبل ظهور اللدونة. التشوه (الشكل، أ)، ومواصلة نمو التشوه (البلاستيك) إلى قيمة معينة يحدث عند ضغط ثابت، ما يسمى. f i h e s k i m P. t.st.
القسم الأفقي الرسوم البيانيةمُسَمًّى منطقة العائد وإذا كان مداها كبيرا تسمى المادة. من الناحية المثالية البلاستيك (غير المتصلب). وفي مواد أخرى تسمى تصلب، لا يوجد هضبة العائد (الشكل، ب) وتشير بدقة إلى الضغط الذي تظهر عنده اللدونة لأول مرة. التشوه يكاد يكون مستحيلا.
يتم تقديم مفهوم P. t. ss الشرطي كإجهاد، عند التفريغ الذي يتم من خلاله اكتشاف التشوه المتبقي (البلاستيكي) بحجم D لأول مرة في العينة. تعتبر التشوهات المتبقية الأقل من D لا تذكر بشكل تقليدي. على سبيل المثال، يتم تحديد P.t.، المُقاس بتفاوت قدره D=0.2%، بـ s0.2. (انظر اللدونة).
بدني القاموس الموسوعي. - م: الموسوعة السوفيتية. . 1983 .
في مقاومة المواد - الإجهاد الذي تبدأ فيه اللدونة في التطور. تشوه. في تجارب الشد الاسطواني يتم تحديد العينة من خلال الضغط الطبيعي في المقطع العرضي، حيث تظهر اللدونة لأول مرة. (لا رجعة فيه) التشوهات. وبالمثل، في تجارب التواء عينة أنبوبية رقيقة الجدران، يتم تحديد PT تحت القص. 
وفي بعض المواد ذات استطالة مستمرة تكون أسطوانية. عينة على الرسم البياني لاعتماد الجهد الطبيعي على النسبي. يتم الكشف عن الاستطالة e بواسطة ما يسمى. إنتاج الأسنان، أي انخفاض حاد في الضغط قبل ظهور اللدونة. التشوه (الشكل، ج)، ومزيد من نمو التشوه (البلاستيك) إلى قيمة معينة يحدث عند ضغط ثابت، ما يسمى. P. t المادي يسمى القسم الأفقي من الرسم التخطيطي. منطقة العائد وإذا كان مداها كبيرا تسمى المادة. من الناحية المثالية البلاستيك (غير المتصلب). وفي مواد أخرى يسمى تصلب، لا يوجد هضبة العائد (الشكل 1). ب) وتشير بدقة إلى الجهد الذي تظهر عنده اللدونة لأول مرة. التشوه يكاد يكون مستحيلا. تم تقديم مفهوم P. الشرطي، أي كإجهاد، عند التفريغ الذي يتم من خلاله اكتشاف التشوه المتبقي (البلاستيكي) بحجم D لأول مرة في العينة. تعتبر التشوهات المتبقية الأقل من D لا تذكر بشكل تقليدي. على سبيل المثال، تم تحديد P. t.، المُقاس بتفاوت D = 0.2%، انظر أيضًا بلاستيك.
في.
الموسوعة الفيزيائية. في 5 مجلدات. - م: الموسوعة السوفيتية. رئيس التحرير أ. م. بروخوروف. 1988 .
تعرف على "YIELD LIMIT" في القواميس الأخرى:
قوة الخضوع للضغط الميكانيكي σт، المطابق للموضع السفلي للانحراف العلوي في منطقة قطعة الأرض غير المعروفة لمنطقة الخضوع على مخطط تشوه المادة. إذا لم يكن هناك مثل هذا النظام الأساسي، وهو أمر نموذجي، ... ... ويكيبيديا
قوة العائد- (فيزيائيًا) هذه خاصية ميكانيكية للمواد: الإجهاد المقابل للموضع السفلي لهضبة الخضوع في مخطط الشد للمواد ذات هذه الهضبة (الشكل)، σТ=PT/F0. نقطة العائد تحدد الحد ... ... القاموس المعدني
قوة العائد- (فيزيائي)، N/mm – أدنى ضغط يحدث عنده التشوه دون زيادة ملحوظة في الحمل. [GOST 10922 2012] قوة الخضوع الفيزيائية هي أدنى إجهاد شد يتم عنده تشوه التسليح... ... موسوعة مصطلحات وتعاريف وشروحات مواد البناء
إجهاد الخضوع- خصائص خصائص التشوه للمواد المرنة، والتي يتم التعبير عنها من خلال الضغط الذي تحدث عنده تشوهات بلاستيكية كبيرة في عينة الاختبار [القاموس المصطلحي للبناء في 12 لغة (VNIIIS Gosstroy... ... دليل المترجم الفني
إجهاد الخضوع- 2.12 مقاومة الخضوع: قيمة الإجهاد الدنيا القياسية التي تبدأ عندها الزيادة المكثفة في تشوه البلاستيك (مع زيادة طفيفة في الحمل) عند تمدد مادة الأنابيب. المصدر: STO غازبروم 2 2.1 318 2009:… … كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
إجهاد الخضوع- حالة تاكومو ربا T sritis fizika atitikmenys: engl. حد التدفق حد العائد فوك. Fließgrenze، f rus. حد العائد، و؛ قوة الخضوع، م برانك. Limite d’écoulement, f … Fizikos terminų žodynas
قوة الخضوع قوة الخضوع. الإجهاد الذي تظهر عنده المادة انحرافًا محددًا بدقة عن تناسب الإجهاد والانفعال. ويستخدم انحراف قدره 0.2٪ للعديد من المواد، وخاصة المعادن. (المصدر: "المعادن... قاموس المصطلحات المعدنية
ميكانيكي خصائص المواد: الجهد المقابل للأقل. موضع هضبة الخضوع في مخطط الشد (انظر الشكل) للمواد التي تحتوي على مثل هذه الهضبة. يشار إليه ب. بالنسبة للمواد التي لا تحتوي على منطقة تدفق، يتم قبول P الشرطي... قاموس البوليتكنيك الموسوعي الكبير
خصائص خصائص التشوه للمواد المرنة، والتي يتم التعبير عنها من خلال الضغط الذي تحدث عنده تشوهات بلاستيكية كبيرة في عينة الاختبار (اللغة البلغارية؛ Български) على حدود provlachvana (اللغة التشيكية؛ Čeština) mez ... قاموس البناء
شاهد مرونة الصخور الطينية... قاموس الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية
كتب
- الطريقة البصرية لدراسة الفولتية. ، كوكر إي.. كتاب كوكر وفيلون "الطريقة البصرية لدراسة الضغوطات" له أهمية علمية وعملية كبيرة جدًا. مؤلفو هذا الكتاب هم خبراء بارزون في مجال نظرية المرونة و...