A prova di trazione di forza hè principalmente aduprata per determinà a capacità di i materiali metallichi per resiste à i danni durante u prucessu di stiratura, è hè unu di l'indicatori impurtanti per a valutazione di e proprietà meccaniche di i materiali.
1. Prova di Tensile
A prova di trazione hè basatu annantu à i principii basi di a meccanica di i materiali. Appiendu una carica di tensione à a mostra di materiale in certi cundizioni, provoca una deformazione di tensione finu à chì a mostra si rompe. Durante a prova, a deformazione di u campione sperimentale sottu carichi differenti è a carica massima quandu i rutti di mostra sò registrati, in modu di calculà a forza di rendiment, a forza di trazione è altri indicatori di rendiment di u materiale.
Stress σ = F/A
σ est la résistance à la traction (MPa)
F hè a carica di trazione (N)
A hè l'area di a sezione trasversale di u specimenu
2. Curva di Tensile
Analisi di parechje tappe di u prucessu di stretching:
a. In u stadiu OP cù una piccula carica, l'allungamentu hè in una relazione lineale cù a carica, è Fp hè a carica massima per mantene a linea recta.
b. Dopu chì a carica supera Fp, a curva di trazione cumencia à piglià una relazione non lineale. A mostra entra in u stadiu di deformazione iniziale, è a carica hè sguassata, è a mostra pò turnà à u so statu originale è deforma elasticamente.
c. Dopu chì a carica supera Fe, a carica hè sguassata, una parte di a deformazione hè restaurata, è una parte di a deformazione residuale hè mantenuta, chì hè chjamata deformazione plastica. Fe hè chjamatu u limitu elasticu.
d. Quandu a carica aumenta più, a curva di tensione mostra a dente di serra. Quandu a carica ùn aumenta o diminuisce, u fenomenu di l'allungamentu cuntinuu di a mostra sperimentale hè chjamatu cede. Dopu cedutu, a mostra principia à sottumette una deformazione plastica evidenti.
e. Dopu à cede, a mostra mostra un aumentu di a resistenza à a deformazione, l'indurimentu di u travagliu è u rinfurzà a deformazione. Quandu a carica righjunghji Fb, a listessa parte di l'esemplariu sminuisce bruscamente. Fb hè u limitu di forza.
f. U fenomenu di shrinkage porta à una diminuzione di a capacità portante di a mostra. Quandu a carica righjunghji Fk, a mostra si rompe. Questu hè chjamatu a carica di frattura.
Forza di rendiment
A forza di rendiment hè u valore massimu di tensione chì un materiale metallicu pò sustene da u principiu di a deformazione plastica à a frattura cumpleta quandu hè sottumessu à a forza esterna. Stu valore marca u puntu criticu induve u materiale passa da u stadiu di deformazione elastica à u stadiu di deformazione plastica.
Classificazione
Forza di rendimentu superiore: si riferisce à u stress massimu di a mostra prima chì a forza cade per a prima volta quandu si produce a cede.
Forza di rendiment inferiore: si riferisce à u stress minimu in u stadiu di rendimentu quandu l'effettu transitorio iniziale hè ignoratu. Siccomu u valore di u puntu di rendimentu più bassu hè relativamente stabile, hè generalmente utilizatu com'è un indicatore di resistenza di materiale, chjamatu puntu di rendimentu o forza di rendiment.
Formula di calculu
Per a forza di rendimentu superiore: R = F / Sₒ, induve F hè a forza massima prima chì a forza cade per a prima volta in u stadiu di rendiment, è Sₒ hè l'area di sezione trasversale originale di a mostra.
Pour une limite d'élasticité inférieure : R = F / Sₒ, où F est la force minimale F ignorant l'effet transitoire initial, et Sₒ est l'aire de la section transversale originale de l'échantillon.
Unità
L'unità di forza di rendiment hè generalmente MPa (megapascal) o N/mm² (Newton per millimetru quadru).
Esempiu
Pigliate l'acciaio à pocu carbonu cum'è un esempiu, u so limitu di rendiment hè di solitu 207MPa. Quandu sottumessu à una forza esterna più grande di questu limitu, l'azzaru à pocu carboniu pruducerà una deformazione permanente è ùn pò micca esse restauratu; quandu sottumessu à una forza esterna menu di stu limitu, azzaru bassu carbonu pò turnà à u so statu uriginale.
A forza di rendiment hè unu di l'indicatori impurtanti per a valutazione di e proprietà meccaniche di i materiali metallici. Riflette a capacità di i materiali per resiste à a deformazione plastica quandu sò sottumessi à e forze esterne.
Forza di trazione
A forza di trazione hè a capacità di un materiale per resiste à i danni sottu a carica di tensione, chì hè specificamente espressa cum'è u valore massimu di tensione chì u materiale pò sustene durante u prucessu di tensione. Quandu u sforzu di tensione nantu à u materiale supera a so forza di tensione, u materiale subirà una deformazione plastica o frattura.
Formula di calculu
La formule de calcul de la résistance à la traction (σt) est :
σt = F/A
Induve F hè a forza massima di trazione (Newton, N) chì u specimenu pò sustene prima di rompe, è A hè l'area di sezione trasversale originale di u specimen (millimetru quadru, mm²).
Unità
L'unità di forza di trazione hè generalmente MPa (megapascal) o N/mm² (Newton per millimetru quadru). 1 MPa hè uguali à 1.000.000 Newtons per metru quadru, chì hè ancu uguali à 1 N/mm².
Fattori chì influenzanu
A forza di tensione hè affettata da parechji fatturi, cumprese a cumpusizioni chimica, a microstruttura, u prucessu di trattamentu termale, u metudu di trasfurmazioni, etc. Diversi materiali anu diverse forze di tensione, cusì in l'applicazioni pratiche, hè necessariu selezziunà materiali adattati basatu nantu à e proprietà meccaniche di u materiali.
Applicazione pratica
A forza di tensione hè un paràmetru assai impurtante in u campu di a scienza di i materiali è l'ingegneria, è hè spessu usata per valutà e proprietà meccaniche di i materiali. In termini di design strutturale, selezzione di materiale, valutazione di sicurezza, etc., a forza di tensione hè un fattore chì deve esse cunsideratu. Per esempiu, in l'ingegneria di a custruzzione, a forza di trazione di l'azzaru hè un fattore impurtante per determinà s'ellu pò sustene carichi; in u campu di l'aerospaziale, a forza di tensione di materiali ligeri è d'alta resistenza hè a chjave per assicurà a sicurità di l'aeronave.
Forza di fatigue:
A fatigue di metallu si riferisce à u prucessu in quale i materiali è i cumpunenti pruducianu gradualmente danni cumulativi permanente lucali in unu o parechji lochi sottu stress ciclicu o strain ciclicu, è cracke o fratture cumplette improvvisate si verificanu dopu un certu nùmeru di cicli.
Features
Improvvisu in u tempu: fallimentu di fatigue di metalli spessu accade di colpu in un cortu periodu di tempu senza segni evidenti.
Località in pusizioni: A fallimentu di fatigue generalmente si trova in i lochi lucali induve u stress hè cuncentratu.
Sensibilità à l'ambiente è i difetti: A fatigue di metalli hè assai sensibile à l'ambiente è i difetti minusculi in u materiale, chì ponu accelerà u prucessu di fatigue.
Fattori chì influenzanu
Ampiezza di u stress: A magnitudine di u stress influenza direttamente a vita di fatigue di u metallu.
A magnitudine di u stress mediu: u più grande u stress mediu, più corta a vita di fatigue di u metallu.
Numeru di ciculi: u più volte u metale hè sottumessu à stress o strain ciclicu, u più seriu l'accumulazione di danni di fatigue.
Misure preventive
Ottimisate a selezzione di materiale: selezziunà materiali cù limiti di fatica più altu.
Riduzzione di a cuncentrazione di stress: riduce a cuncentrazione di stress per mezu di u disignu strutturale o di i metudi di trasfurmazioni, cum'è l'usu di transizioni d'angle arrotondati, l'aumentu di e dimensioni trasversali, etc.
Trattamentu di a superficia: lucidatura, spraying, etc. nantu à a superficia metallica per riduce i difetti di a superficia è migliurà a forza di fatigue.
Ispezione è mantenimentu: Inspeccione regularmente i cumpunenti di metalli per detectà immediatamente è riparà difetti cum'è crepe; mantene e parti propensi à a fatigue, cum'è a rimpiazzamentu di e parti usurate è u rinfurzà i ligami debuli.
A fatigue di metallu hè un modu cumuni di fallimentu di metalli, chì hè carattarizatu da a sobità, a località è a sensibilità à l'ambiente. L'amplitude di stress, a magnitudine di stress mediu è u numeru di ciculi sò i fatturi principali chì afectanu a fatigue di metalli.
Curva SN: descrive a vita di fatigue di i materiali sottu diversi livelli di stress, induve S rapprisenta u stress è N rapprisenta u numeru di ciculi di stress.
Formula di coefficient di forza di fatigue:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Induve (Ka) hè u fattore di carica, (Kb) hè u fattore di dimensione, (Kc) hè u fattore di temperatura, (Kd) hè u fattore di qualità di a superficia, è (Ke) hè u fattore di affidabilità.
Espressione matematica di a curva SN:
(\sigma^m N = C)
Induve (\sigma) hè u stress, N hè u numeru di ciculi di stress, è m è C sò custanti materiali.
Passi di calculu
Determina i custanti di materiale:
Determina i valori di m è C per esperimenti o riferenu à a literatura pertinente.
Determinate u fattore di cuncentrazione di stress: Cunsiderate a forma è a dimensione attuale di a parte, è ancu a concentrazione di stress causata da filetti, chjavi, etc., per determinà u fattore di cuncentrazione di stress K. Calculate a forza di fatigue: Sicondu a curva SN è u stress. fattore di cuncentrazione, cumminata cù a vita di disignu è u livellu di stress di travagliu di a parte, calculate a forza di fatigue.
2. Plasticità:
A plasticità si riferisce à a pruprietà di un materiale chì, quandu hè sottumessu à una forza esterna, produce una deformazione permanente senza rompe quandu a forza esterna supera u so limitu elasticu. Sta deformazione hè irreversibile, è u materiale ùn tornerà micca à a so forma originale, ancu s'ellu a forza esterna hè eliminata.
Indice di plasticità è a so formula di calculu
Allongement (δ)
Definizione: L'allungamentu hè u percentualità di a deformazione tutale di a sezione di calibre dopu chì u specimenu hè fratturatu in tensione à a lunghezza di u calibre originale.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Induve L0 hè a lunghezza di calibre uriginale di u specimenu;
L1 hè a lunghezza di calibre dopu chì u specimenu hè rottu.
Riduzzione segmentaria (Ψ)
Definizione: A riduzzione segmentale hè u percentualità di a riduzzione massima in l'area di a sezione trasversale à u puntu di u collu dopu chì u specimenu hè rottu à l'area di sezione trasversale originale.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Induve F0 hè l'area di sezione trasversale originale di u specimenu;
F1 hè l'area di sezione trasversale à u puntu di collu dopu chì u specimenu hè rottu.
3. Durezza
A durezza di metalli hè un indice di pruprietà meccanica per misurà a durezza di i materiali metallici. Indica a capacità di resiste à a deformazione in u voluminu lucale nantu à a superficia metallica.
Classificazione è rapprisintazioni di a durezza di metalli
A durezza di u metallu hà una varietà di metudi di classificazione è rapprisintazioni secondu diversi metudi di prova. Principalmente include i seguenti:
Durezza Brinell (HB):
Scopu di l'applicazione: Generalmente usatu quandu u materiale hè più morbidu, cum'è metalli non-ferrous, azzaru prima di trattamentu termale o dopu l'annealing.
Principiu di prova: Cù una certa dimensione di carica di prova, una bola d'acciaio indurita o una bola di carburu di un certu diametru hè pressata in a superficia di u metale per esse pruvatu, è a carica hè scaricata dopu un tempu specificatu, è u diametru di l'indentazione. nantu à a superficia da pruvà hè misurata.
Formula di calculu: U valore di durezza Brinell hè u quotient ottenutu dividendu a carica per a superficia sferica di l'indentazione.
Durezza Rockwell (HR):
Scopu di l'applicazione: Generalmente utilizatu per i materiali cù una durezza più alta, cum'è a durezza dopu u trattamentu termale.
Principiu di prova: Simile à a durezza Brinell, ma utilizendu diverse sonde (diamante) è metudi di calculu diffirenti.
Tipi: Sicondu l'applicazione, ci sò HRC (per materiali di alta durezza), HRA, HRB è altri tipi.
Durezza Vickers (HV):
Scopu di l'applicazione: Adatta per l'analisi di u microscopiu.
Principiu di prova: appughjà a superficia di u materiale cù una carica di menu di 120 kg è un indentatore di cone quadratu di diamante cù un angolo di vertice di 136 °, è dividite a superficia di a fossa di indentazione materiale da u valore di carica per ottene u valore di durezza Vickers.
Durezza Leeb (HL):
Caratteristiche: Tester di durezza portatile, faciule da misurà.
Principiu di prova: Aduprate u rimbalzu generatu da a testa di bola d'impattu dopu avè impactatu a superficia di durezza, è calculate a durezza da u rapportu di a velocità di rimborsu di u punch à 1 mm da a superficia di mostra à a velocità di l'impattu.
Tempu di Postu: 25-Sep-2024
