強度の引張試験は、主に伸縮プロセス中の損傷に抵抗する金属材料の能力を決定するために使用され、材料の機械的特性を評価するための重要な指標の1つです。
1。引張試験
引張試験は、材料力学の基本原則に基づいています。特定の条件下で材料サンプルに引張負荷を適用することにより、サンプルが破損するまで引張変形を引き起こします。テスト中、異なる荷重下での実験サンプルの変形と、サンプルの破損が記録されたときの最大荷重の変形、材料の降伏強度、引張強度、およびその他の性能指標を計算します。
応力σ= f/a
σは引張強度（MPA）です
fは引張荷重（n）です
Aは、標本の断面領域です
2。引張曲線
ストレッチプロセスのいくつかの段階の分析：
a。荷重が少ないOP段階では、伸びは負荷と線形関係にあり、FPは直線を維持するための最大負荷です。
b。負荷がFPを超えると、引張曲線は非線形関係を奪い始めます。サンプルは初期変形段階に入り、負荷が削除され、サンプルは元の状態に戻り、弾力的に変形します。
c。負荷がFeを超えると、負荷が除去され、変形の一部が復元され、残留変形の一部が保持されます。これは塑性変形と呼ばれます。 FEは弾性限界と呼ばれます。
d。負荷がさらに増加すると、引張曲線はSawtoothを示します。負荷が増加または減少しない場合、実験サンプルの連続伸長の現象が生成と呼ばれます。降伏した後、サンプルは明らかな塑性変形を起こし始めます。
e。降伏後、サンプルは変形抵抗の増加、作業硬化、変形の強化を示します。負荷がFBに達すると、サンプルの同じ部分が急激に収縮します。 FBは強度の制限です。
f。収縮現象は、サンプルのベアリング能力の低下につながります。負荷がFKに達すると、サンプルが破損します。これは骨折荷重と呼ばれます。
降伏強度
降伏強度は、金属材料が塑性変形の開始から耐えることができる最大応力値であり、外力にさらされたときに骨折を完全に骨折します。この値は、材料が弾性変形段階から塑性変形段階に移行する重要なポイントを示します。
分類
上の降伏強度：収量が発生したときに力が初めて低下する前のサンプルの最大応力を指します。
降伏強度の低下：初期過渡効果が無視された場合の収量段階の最小応力を指します。低い降伏点の値は比較的安定しているため、通常、降伏点または降伏強度と呼ばれる材料抵抗の指標として使用されます。
計算式
上の降伏強度の場合：r = f /sₒ。ここで、Fは収量段階で初めて力が低下する前の最大力であり、Sₒはサンプルの元の断面積です。
低降伏強度の場合：r = f /sₒ。ここで、fは初期過渡効果を無視する最小力fであり、sₒはサンプルの元の断面積です。
ユニット
降伏強度の単位は通常、MPa（メガパスカル）またはN/mm²（平方ミリメートルあたりのニュートン）です。
例
例として、低炭素鋼を服用してください。降伏制限は通常207MPaです。この制限よりも大きな外力にさらされると、低炭素鋼は永久的な変形を生成し、回復できません。この制限よりも少ない外力にさらされると、低炭素鋼は元の状態に戻ることができます。
降伏強度は、金属材料の機械的特性を評価するための重要な指標の1つです。それは、外力にさらされたときに塑性変形に抵抗する材料の能力を反映しています。
抗張力
引張強度とは、引張荷重下での損傷に抵抗する材料の能力であり、これは材料が引張プロセス中に耐えることができる最大応力値として特異的に表されます。材料に対する引張応力が引張強度を超えると、材料は塑性変形または骨折を受けます。
計算式
引張強度（σt）の計算式は次のとおりです。
σt= f / a
ここで、Fは標本が壊れる前に耐えることができる最大引張力（ニュートン、n）であり、Aは標本の元の断面積（平方ミリメートル、mm²）です。
ユニット
引張強度の単位は通常、MPa（メガパスカル）またはN/mm²（平方ミリメートルあたりのニュートン）です。 1 MPaは1平方メートルあたり1,000,000のニュートンに等しく、これは1 n/mm²にも等しくなります。
影響要因
引張強度は、化学組成、微細構造、熱処理プロセス、処理方法などの多くの要因の影響を受けます。異なる材料には異なる引張強度があるため、実際の用途では、実用的な用途では、適切な材料を選択する必要があります。材料。
実用的なアプリケーション
引張強度は、材料科学と工学の分野で非常に重要なパラメーターであり、材料の機械的特性を評価するためによく使用されます。構造設計、材料の選択、安全評価などの観点から、引張強度は考慮しなければならない要因です。たとえば、建設工学では、鋼の引張強度は、負荷に耐えることができるかどうかを判断する上で重要な要素です。航空宇宙の分野では、軽量および高強度材料の引張強度が航空機の安全性を確保するための鍵です。
疲労強度：
金属疲労とは、材料と成分が、周期的なストレスまたは周期的なひずみの下で1つまたは複数の場所で局所的な永久累積損傷を徐々に生成するプロセスを指し、特定の数サイクルの後に亀裂または突然の完全骨折が発生します。
特徴
突然の時間：金属疲労不全は、明らかな兆候なしに短期間で突然発生することがよくあります。
位置の地域：疲労障害は通常、ストレスが集中している地域で発生します。
環境と欠陥に対する感受性：金属疲労は環境に非常に敏感であり、材料内の小さな欠陥が疲労プロセスを加速する可能性があります。
影響要因
応力振幅：ストレスの大きさは、金属の疲労寿命に直接影響します。
平均応力の大きさ：平均ストレスが大きいほど、金属の疲労寿命が短くなります。
サイクルの数：金属が周期的な応力または緊張にさらされている回数が多いほど、疲労損傷の蓄積が深刻になります。
予防措置
材料の選択の最適化：疲労制限が高い材料を選択します。
ストレス集中の減少：丸い角の遷移の使用、断面寸法の増加など、構造設計または処理方法を通じてストレス集中を減らします。
表面処理：金属表面上の研磨、スプレーなど。表面の欠陥を軽減し、疲労強度を改善します。
検査とメンテナンス：金属成分を定期的に検査して、亀裂などの欠陥を迅速に検出および修復します。摩耗した部品の交換や弱いリンクの強化など、疲労を起こしやすい部品を維持します。
金属疲労は一般的な金属障害モードであり、環境に対する突然、地域性、感度によって特徴付けられます。応力振幅、平均応力の大きさ、サイクル数は、金属疲労に影響を与える主な要因です。
SNカーブ：Sはストレスを表し、Nは応力サイクルの数を表すさまざまな応力レベルでの材料の疲労寿命を説明します。
疲労強度係数式：
（kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke）
ここで、（ka）は負荷係数、（kb）はサイズ係数、（kc）は温度係数、（kd）は表面品質係数、（ke）は信頼性係数です。
SNカーブ数学的式：
（\ sigma^m n = c）
ここで、（\ sigma）はストレス、nは応力サイクルの数、mとcは材料定数です。
計算手順
材料の定数を決定します：
実験を通じて、または関連する文献を参照することにより、MとCの値を決定します。
応力集中係数を決定します：部品の実際の形状とサイズ、および応力濃度因子Kを決定するために、フィレット、キーウェイなどによって引き起こされる応力集中を考慮してください。濃度係数は、部品の設計寿命と作業ストレスレベルと組み合わせて、疲労強度を計算します。
2。可塑性：
可塑性とは、外力にさらされると、外力が弾性限界を超えた場合に壊れることなく永久的な変形を生成する材料の特性を指します。この変形は不可逆的であり、外力が除去されたとしても、材料は元の形状に戻りません。
可塑性指数とその計算式
伸長（δ）
定義：伸長とは、試験片が元のゲージ長に骨折した後のゲージセクションの総変形の割合です。
式：Δ=（L1 - L0） / L0×100％
ここで、L0は標本の元のゲージ長です。
L1は、標本が壊れた後のゲージの長さです。
セグメント削減（ψ）
定義：セグメントの減少は、標本が元の断面領域に分割された後、ネッキングポイントの断面領域の最大減少の割合です。
式：ψ=（f0 - f1） / f0×100％
ここで、F0は標本の元の断面領域です。
F1は、標本が壊れた後のネッキングポイントの横断面積です。
3。硬度
金属硬度は、金属材料の硬度を測定する機械的特性指数です。金属表面の局所量の変形に抵抗する能力を示しています。
金属硬度の分類と表現
金属硬度には、さまざまなテスト方法に従って、さまざまな分類および表現方法があります。主に以下を含めます。
Brinell Hardness（HB）：
アプリケーションの範囲：非鉄金属、熱処理前またはアニーリング後の鋼など、材料がより柔らかい場合に一般的に使用されます。
テストの原理：特定のサイズのテスト荷重を使用すると、特定の直径の硬化したスチールボールまたは炭化物ボールが金属の表面に押されてテストされ、指定された時間後に負荷が降ろされ、インデンテーションの直径テストする表面で測定されます。
計算式：ブリネルの硬度値は、荷重をインデントの球面表面積で除算することによって得られる商です。
Rockwell Hardness（HR）：
アプリケーションの範囲：熱処理後の硬度など、硬度が高い材料に一般的に使用されます。
テストの原則：Brinellの硬度と同様ですが、異なるプローブ（ダイヤモンド）と異なる計算方法を使用します。
タイプ：アプリケーションに応じて、HRC（高硬度材料用）、HRA、HRBなどがあります。
ヴィッカーズの硬度（HV）：
アプリケーションの範囲：顕微鏡分析に適しています。
テスト原理：材料表面を120kg未満の負荷とダイヤモンドスクエアコーンインデンター136°で押し、材料インデンテットピットの表面積を負荷値で分割して、ビッカーズの硬度値を取得します。
Leeb Hardness（HL）：
機能：ポータブルハードネステスター、測定しやすい。
テストの原理：硬度表面に衝撃を与えた後に衝撃ボールヘッドによって生成されたバウンスを使用し、サンプル表面から衝撃速度までのパンチのリバウンド速度の比率で硬度を計算します。
投稿時間：Sep-25-2024
