Những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc kiểm tra độ bền kéo của vật liệu kim loại | Blog PTJ

Dịch vụ gia công CNC Trung Quốc

Yếu tố nào ảnh hưởng đến thử nghiệm độ bền kéo của vật liệu kim loại

2021-10-20

Kiểm tra độ bền kéo là thí nghiệm phổ biến nhất trong kiểm tra tính chất cơ học của vật liệu kim loại. Người ta nói rằng kiểm tra độ bền kéo phản ánh các tính chất cơ bản của vật liệu, nhưng kết quả đo của cùng một vật liệu thông qua các quy trình kiểm tra độ bền kéo khác nhau không nhất thiết phải giống nhau. Vậy các yếu tố ảnh hưởng đến việc kiểm tra độ bền kéo là gì? Hãy đến xem.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc kiểm tra độ bền kéo của vật liệu kim loại

1. Vị trí và phương pháp lấy mẫu

Sự khác biệt của vị trí lấy mẫu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ giãn dài sau khi đứt, cường độ chảy và độ bền kéo của vật liệu kim loại trong phép thử độ bền kéo. Do sự phân bố không đồng đều về thành phần, tổ chức, cấu trúc, khuyết tật, biến dạng gia công, v.v. trong vật liệu kim loại, nên tính chất cơ học của các bộ phận khác nhau trong cùng một lô hoặc thậm chí cùng một sản phẩm là khác nhau. Vì vậy, việc lấy mẫu phải được thực hiện nghiêm ngặt theo quy định tại phụ lục GB/T 228- 2002. Ngoài ra, khi cắt phôi mẫu phải tránh để các tính chất cơ lý của nó không bị ảnh hưởng bởi nhiệt, quá trình đông cứng và sự biến dạng.

2. Hình dạng, kích thước và độ chính xác của mẫu

Đối với các vật liệu kim loại của cùng một vật liệu và ở cùng trạng thái, nếu hình dạng mặt cắt ngang khác nhau thì kết quả đo được sẽ có tác động lớn hơn đến giới hạn chảy trên và ít ảnh hưởng đến giới hạn chảy dưới; độ bền kéo của mẫu có tiết diện lớn (kích thước lớn) thì nhỏ hơn. Thấp, chỉ số dẻo cũng giảm; độ song song và độ chính xác về kích thước trong chiều dài song song của mẫu có thể dễ dàng ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Vì giá trị kích thước đo được của mẫu có thể không phải là kích thước vị trí nhỏ nhất của mẫu thực tế nên điều này sẽ khiến kết quả thử nghiệm thấp. Vì vậy, hình dạng và kích thước của mẫu thử phải được thực hiện theo tiêu chuẩn.

3. Dụng cụ đo lường

Độ chính xác của dụng cụ đo kích thước và dụng cụ đo phải đáp ứng yêu cầu thử nghiệm. Vì vậy, cần phải hiệu chuẩn các dụng cụ đo khác nhau trước khi tiến hành thử nghiệm, đồng thời giữ sạch dụng cụ đo.

4. Thiết bị kiểm tra

Máy kiểm tra và máy đo độ giãn là hai loại thiết bị kiểm tra thường được sử dụng trong kiểm tra độ bền kéo của vật liệu kim loại, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tính xác thực của kết quả kiểm tra. Cái trước được sử dụng để đo giá trị lực; cái sau chủ yếu được sử dụng để đo độ dịch chuyển hoặc phần mở rộng. Vì vậy, trong quá trình kiểm tra, cần đảm bảo rằng máy kiểm tra và máy đo độ giãn nằm trong khoảng thời gian xác minh hợp lệ và kiểm tra chúng thường xuyên.

5. Nhiệt độ môi trường thử nghiệm

Một số vật liệu kim loại có độ nhạy nhiệt độ cao, ngay cả đối với vật liệu kim loại thông thường, nếu nhiệt độ thử nghiệm quá khác nhau có thể dẫn đến kết quả thử nghiệm không nhất quán. Nói chung, khi nhiệt độ giảm, cường độ chảy của kim loại lập phương tập trung vào cơ thể tăng mạnh, trong khi sự thay đổi của kim loại lập phương tập trung vào mặt không quá rõ ràng. Khi nhiệt độ tăng, cường độ năng suất của vật liệu kim loại thường giảm. Do đó, GB/T 228-2002 quy định phương pháp thử độ bền kéo ở nhiệt độ phòng đối với vật liệu kim loại, thử nghiệm thường phải được thực hiện trong khoảng 10oC -35oC ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ thử nghiệm với yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ phải là 23oC ± 5oC.

6. Ảnh hưởng của việc lựa chọn kẹp và kẹp mẫu

Việc lựa chọn kẹp, kẹp mẫu và tải và dỡ tải của máy đo độ giãn không chính xác sẽ ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Hình dạng của kẹp và mẫu thử không khớp nhau và bề ngoài của kẹp không phù hợp, điều này sẽ gây ra diện tích kẹp đủ giữa kẹp và mẫu, đồng thời ma sát tĩnh không đủ, dẫn đến kẹp và mẫu trong quá trình quá trình kéo dãn. Xảy ra hiện tượng trượt tương đối, ảnh hưởng đến kết quả kéo dãn.

7. Phương pháp kẹp

Phương pháp kẹp mẫu rất quan trọng đối với sự thành công của phép thử kéo. Nếu mẫu không thể kẹp được thì không thể tiến hành thử nghiệm. Nếu phương pháp kẹp không hợp lý sẽ dễ làm cho mẫu bị trượt hoặc gãy trong các ngàm, dẫn đến dữ liệu thử nghiệm không chính xác hoặc dữ liệu thử nghiệm thấp.

8. Tốc độ kéo giãn

Tốc độ kéo dài ảnh hưởng trực tiếp đến mối quan hệ ứng suất - biến dạng của vật liệu kim loại. Các vật liệu khác nhau có độ nhạy khác nhau với tốc độ và tốc độ kéo có tác dụng khác nhau đối với các vật liệu khác nhau, nhưng nó có tác động lớn hơn đến các vật liệu có độ bền thấp và độ dẻo tốt. GB/T 228-2002 quy định phương pháp thử độ bền kéo ở nhiệt độ phòng đối với vật liệu kim loại: "Trong phạm vi đàn hồi và đến giới hạn chảy trên, tốc độ tách của mâm cặp của máy thử phải được giữ không đổi nhất có thể và trong phạm vi phạm vi tốc độ ứng suất quy định (mô đun đàn hồi của vật liệu E<150000N/mm2, tốc độ ứng suất trong khoảng (2-20)N/mm2·s-1, mô đun đàn hồi E ≥150000N/mm2, tốc độ ứng suất tính bằng (6-60) Phạm vi N/mm2^ s-1). Nếu chỉ đo cường độ chảy thấp hơn, tốc độ biến dạng trong khoảng thời gian chảy của chiều dài song song của mẫu thử phải nằm trong khoảng 0.00025/s-0.0025/s và tốc độ biến dạng trong phạm vi chiều dài song song phải được giữ càng không đổi càng tốt. Về độ dẻo. Phạm vi và tốc độ biến dạng lên đến cường độ quy định không được vượt quá 0.0025/s"

9. Xác định diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử kéo

Có hai phương pháp để xác định diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử kéo: một là phương pháp thử độ bền kéo kim loại GB/T 228 và phương pháp còn lại là tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng của vật liệu. Một số tiêu chuẩn sản phẩm quy định rõ ràng rằng diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử kéo được yêu cầu bằng kích thước danh nghĩa của diện tích mặt cắt ngang. Nếu tiêu chuẩn sản phẩm không có yêu cầu đặc biệt như vậy thì phải tuân theo tiêu chuẩn GB/T 228 để đo kích thước thực tế của mặt cắt ngang.

10. Phương pháp đo cỡ mẫu và đo sai số con người

Tùy thuộc vào đường kính của mẫu thử kéo, nên chọn micromet bên ngoài, thước cặp vernier hoặc thước cặp vernier cho mẫu hình chữ nhật. Nếu phương pháp đo không chính xác thì số đo kích thước sẽ quá lớn một cách giả tạo. Do yếu tố chủ quan và kỹ thuật thực hiện khác nhau nên kết quả đo cũng sẽ bị sai sót.

Một số vấn đề cơ bản

Đối với hầu hết các vật liệu kim loại, trong vùng biến dạng đàn hồi, ứng suất và biến dạng tỷ lệ thuận với nhau. Khi ứng suất hoặc biến dạng liên tục tăng lên, đến một thời điểm nhất định, biến dạng sẽ không còn tỷ lệ thuận với ứng suất tác dụng.

Tại thời điểm này, liên kết với nguyên tử ban đầu liền kề bắt đầu bị phá vỡ và được biến đổi bằng một tập hợp nguyên tử mới. Khi điều này xảy ra, vật liệu sẽ không còn trở lại trạng thái ban đầu sau khi loại bỏ ứng suất, nghĩa là biến dạng là vĩnh viễn và không thể phục hồi, vật liệu đi vào vùng biến dạng dẻo (Hình 1).

Trên thực tế, rất khó xác định chính xác điểm mà tại đó vật liệu chuyển từ vùng đàn hồi sang vùng dẻo. Như được hiển thị trong Hình 2, một đường thẳng song song có độ biến dạng 0.002 được vẽ. Đường cong ứng suất-biến dạng được cắt bằng đường này và ứng suất chảy được xác định là giới hạn chảy. Giới hạn chảy bằng với ứng suất tại đó xảy ra biến dạng dẻo đáng kể. Hầu hết các vật liệu đều không đồng nhất và cũng không phải là vật liệu lý tưởng hoàn hảo. Năng suất vật liệu là một quá trình, thường đi kèm với quá trình làm cứng, vì vậy nó không phải là một điểm cụ thể.

Đối với hầu hết các vật liệu kim loại, đường cong ứng suất-biến dạng trông giống như đường cong trong Hình 3. Khi bắt đầu tải, ứng suất tăng từ XNUMX và biến dạng tăng tuyến tính cho đến khi vật liệu chảy xệ và đường cong bắt đầu lệch khỏi đường tuyến tính.

Tiếp tục tăng ứng suất và đường cong đạt giá trị cực đại. Giá trị lớn nhất tương ứng với độ bền kéo, là giá trị ứng suất lớn nhất của đường cong, được biểu thị bằng M trên hình. Điểm đứt là điểm mà vật liệu cuối cùng bị đứt, được biểu thị bằng F trong hình.

Thiết bị kiểm tra ứng suất-biến dạng điển hình và hình dạng của mẫu thử được thể hiện trên Hình 4. Trong quá trình thử kéo, mẫu được kéo từ từ trong khi ghi lại những thay đổi về chiều dài và lực tác dụng, đồng thời ghi lại đường cong chuyển vị của lực. Đường cong ứng suất-biến dạng có thể được vẽ bằng cách sử dụng các thông tin như chiều dài ban đầu, chiều dài cữ và diện tích mặt cắt ngang của mẫu.

Đối với các vật liệu có thể chịu biến dạng dẻo khi kéo, có hai loại đường cong được sử dụng phổ biến nhất: đường cong biến dạng ứng suất-kỹ thuật và đường cong ứng suất thực-biến dạng thực. Sự khác biệt giữa chúng nằm ở diện tích được sử dụng khi tính toán ứng suất. Cái trước sử dụng diện tích ban đầu của mẫu và cái sau sử dụng diện tích mặt cắt ngang thời gian thực trong quá trình kéo dài. Do đó, trên đường cong ứng suất-biến dạng, ứng suất thực thường cao hơn ứng suất kỹ thuật.

Có hai đường cong kéo dài phổ biến nhất: một là đường cong kéo dài có điểm chảy dẻo rõ ràng; thứ hai là đường cong kéo dài không có điểm chảy dẻo rõ ràng. Điểm chảy biểu thị khả năng chống lại sự biến dạng dẻo ban đầu của kim loại. Đây là một trong những chỉ số hiệu suất cơ học quan trọng nhất trong công nghệ kỹ thuật.

Làm thế nào để xác định biến dạng dẻo của kim loại thực tế trong dự án?

Lượng biến dạng dẻo dư là một cơ sở quan trọng. Thông thường, điện trở của kim loại kỹ thuật ở một lượng biến dạng dẻo dư nhất định được coi là cường độ năng suất một cách giả tạo, còn được gọi là cường độ năng suất có điều kiện. Nghĩa là, nếu không có điểm chảy dẻo rõ ràng thì sẽ không có cường độ chảy dẻo rõ ràng. Nếu bạn muốn biết giới hạn chảy của kim loại thực tế, bạn cần có điều kiện phán đoán, do đó có cường độ chảy có điều kiện.

Đối với các thành phần kim loại khác nhau, biến dạng dư tương ứng với cường độ chảy có điều kiện là khác nhau. Đối với một số thành phần kim loại khắc nghiệt, biến dạng dư phải nhỏ, trong khi biến dạng dư tương ứng khi thành phần kim loại thông thường mang lại tương đối lớn. Biến dạng dư thường được sử dụng là 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5% và 1.0%.

Hiệu suất của kim loại là kết quả của chuyển động của trật khớp, do đó hiệu suất của kim loại được xác định bởi lực cản chuyển động của trật khớp. Đối với kim loại nguyên chất, nó bao gồm điện trở mạng, điện trở tương tác trật khớp và khả năng chống tương tác trật khớp với các khuyết tật hoặc cấu trúc khác.

Đoạn thẳng trên đường cong kéo dài, tức là diện tích tương ứng với phần đàn hồi là năng lượng đàn hồi. Từ khi bắt đầu biến dạng đàn hồi đến đứt gãy, tổng năng lượng mà mẫu hấp thụ được gọi là công gãy và năng lượng được kim loại hấp thụ trước khi gãy được gọi là độ bền đứt. Kim loại thực tế thường đi kèm với những thay đổi về tính chất cơ học trong quá trình kéo giãn. Hiện tượng nổi bật nhất là sự cứng lại của công việc. Việc làm cứng kim loại có lợi cho việc tránh sự vỡ đột ngột của các bộ phận kỹ thuật thực tế khi bị quá tải, gây ra hậu quả thảm khốc.

Biến dạng dẻo kim loại và làm cứng biến dạng là điều kiện tiên quyết để đảm bảo biến dạng dẻo đồng đều của kim loại. Điều này có nghĩa là trong các kim loại đa tinh thể, nơi xảy ra biến dạng dẻo, nơi nó được tăng cường, biến dạng dẻo bị triệt tiêu và biến dạng được chuyển sang các thành phần khác. Nơi dễ dàng.

Từ đường cong độ bền kéo thực tế, sau khi hầu hết các kim loại chảy ra ở nhiệt độ phòng, sự biến dạng sẽ không tiếp tục dưới tác động của ứng suất chảy và điện trở phải được tăng lên để tiếp tục biến dạng. Trên đường cong ứng suất thực - biến dạng thực cho thấy ứng suất dòng tiếp tục tăng và xuất hiện hiện tượng đông cứng. Đường cong như vậy được gọi là đường cong làm cứng. Chỉ số độ cứng công việc n là một chỉ số dẻo quan trọng, thể hiện khả năng của vật liệu chống lại sự biến dạng liên tục.

Cuối cùng, nói về tốc độ căng thẳng. Nói chung, đường cong kéo của vật liệu kim loại được thử nghiệm thu được bằng cách thử nghiệm ở tốc độ biến dạng thấp hơn. Chỉ một số thành phần kim loại đặc biệt cần được kiểm tra tính chất cơ học của chúng ở tốc độ biến dạng cao hơn, tức là các thành phần trải qua biến dạng tốc độ cao. Trong điều kiện nhiệt độ phòng bình thường, tốc độ biến dạng bị kéo dài và biến dạng của vật liệu chủ yếu là sự trượt hoặc xoắn của các sai lệch.

Trên đường cong kéo, nghĩa là ứng suất kỹ thuật tối đa trên đường cong biến dạng kỹ thuật-kỹ thuật được gọi là ứng suất kéo cực đại, tức là độ bền kéo.

Liên kết đến bài viết này : Những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc kiểm tra độ bền kéo của vật liệu kim loại

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


cửa hàng gia công cncPTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan,đúc chết, kim loại tấm và dậpCung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tôhàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.


Trả lời trong vòng 24 giờ

Hotline: + 86-769-88033280 Email: sales@pintejin.com

Vui lòng đặt (các) tệp để chuyển trong cùng một thư mục và ZIP hoặc RAR trước khi đính kèm. Các tệp đính kèm lớn hơn có thể mất vài phút để chuyển tùy thuộc vào tốc độ internet cục bộ của bạn :) Đối với các tệp đính kèm trên 20MB, hãy nhấp vào  WeTransfer và gửi đến sales@pintejin.com.

Khi tất cả các trường được điền, bạn sẽ có thể gửi tin nhắn / tệp của mình :)