Tes tensile kekuatan utamane digunakake kanggo nemtokake kemampuan bahan logam kanggo nolak karusakan sajrone proses regangan, lan minangka salah sawijining indikator penting kanggo ngevaluasi sifat mekanik bahan.
1. Tes tarik
Tes tensile adhedhasar prinsip dhasar mekanika material. Kanthi ngetrapake beban tarik menyang sampel materi ing kahanan tartamtu, nyebabake deformasi tensile nganti sampel pecah. Sajrone tes, deformasi sampel eksperimen ing macem-macem beban lan beban maksimal nalika break sampel direkam, supaya bisa ngetung kekuatan ngasilaken, kekuatan tensile lan pratondho kinerja materi liyane.
Tekanan σ = F/A
σ = kekuatan tarik (MPa)
F = beban tarik (N)
A yaiku area cross-sectional saka spesimen
2. Kurva tarik
Analisis sawetara tahapan proses peregangan:
a. Ing tataran OP kanthi beban cilik, elongasi ana ing hubungan linear karo beban, lan Fp minangka beban maksimal kanggo njaga garis lurus.
b. Sawise beban ngluwihi Fp, kurva tensile wiwit njupuk hubungan non-linear. Sampel lumebu ing tahap deformasi awal, lan beban dicopot, lan sampel bisa bali menyang negara asli lan elastis.
c. Sawise beban ngluwihi Fe, beban dicopot, bagean saka deformasi dibalekake, lan bagean saka sisa deformasi ditahan, sing diarani deformasi plastik. Fe diarani wates elastis.
d. Nalika mbukak mundhak luwih, kurva tensile nuduhake sawtooth. Nalika beban ora nambah utawa nyuda, fenomena elongasi terus-terusan saka sampel eksperimen diarani ngasilake. Sawise ngasilake, sampel wiwit ngalami deformasi plastik sing jelas.
e. Sawise ngasilake, sampel nuduhake paningkatan resistance deformasi, hardening karya lan penguatan deformasi. Nalika beban tekan Fb, bagean sampel sing padha nyusut banget. Fb iku watesan kekuatan.
f. Fenomena shrinkage nyebabake nyuda kapasitas bantalan sampel. Nalika beban tekan Fk, sampel pecah. Iki diarani beban fraktur.
Kekuwatan Ngasilake
Kekuwatan ngasilake minangka nilai stres maksimum sing bisa ditahan saka bahan logam saka wiwitan deformasi plastik nganti retak lengkap nalika kena pengaruh eksternal. Nilai iki nandhani titik kritis ing ngendi materi transisi saka tahap deformasi elastis menyang tahap deformasi plastik.
Klasifikasi
Kekuwatan ngasilake ndhuwur: nuduhake kaku maksimum sampel sadurunge pasukan irungnya pisanan nalika ngasilake occurs.
Kekuwatan ngasilake sing luwih murah: nuduhake stres minimal ing tahap ngasilake nalika efek transien awal diabaikan. Wiwit nilai titik pametumu sing luwih murah relatif stabil, biasane digunakake minangka indikator resistance material, sing diarani titik ngasilake utawa kekuatan ngasilake.
Rumus pitungan
Kanggo kekuatan ngasilake ndhuwur: R = F / Sₒ, ngendi F iku gaya maksimum sadurunge pasukan irungnya pisanan ing tataran ngasilaken, lan Sₒ minangka area cross-sectional asli saka sampel.
Kanggo kekuatan ngasilake sing luwih murah: R = F / Sₒ, ing ngendi F minangka gaya minimal F sing ora nggatekake efek transien awal, lan Sₒ minangka area cross-sectional asli saka sampel.
Unit
Unit kekuatan ngasilake biasane MPa (megapascal) utawa N/mm² (Newton per millimeter persegi).
Tuladha
Njupuk baja karbon rendah minangka conto, watesan ngasilake biasane 207MPa. Nalika kena pengaruh eksternal sing luwih gedhe tinimbang watesan iki, baja karbon rendah bakal ngasilake deformasi permanen lan ora bisa dibalekake maneh; nalika ngalami pasukan njaba kurang saka watesan iki, baja karbon kurang bisa bali menyang negara asli.
Kekuwatan ngasilake minangka salah sawijining indikator penting kanggo ngevaluasi sifat mekanik bahan logam. Iki nuduhake kemampuan bahan kanggo nolak deformasi plastik nalika kena pengaruh eksternal.
Kekuwatan tensile
Kekuwatan tensile yaiku kemampuan materi kanggo nolak karusakan ing beban tarik, sing dituduhake khusus minangka nilai stres maksimal sing bisa tahan materi sajrone proses tarik. Nalika kaku tensile ing materi ngluwihi kekuatan tensile sawijining, materi bakal ngalami deformasi plastik utawa fraktur.
Rumus pitungan
Rumus pitungan kanggo kekuatan tarik (σt) yaiku:
σt = F / A
F minangka gaya tarik maksimum (Newton, N) sing bisa ditahan spesimen sadurunge pecah, lan A minangka area penampang asli spesimen (milimeter persegi, mm²).
Unit
Satuan kekuatan tarik biasane MPa (megapascal) utawa N/mm² (Newton per millimeter persegi). 1 MPa padha karo 1.000.000 Newton saben meter persegi, sing uga padha karo 1 N/mm².
Faktor sing mengaruhi
Kekuwatan tensile kena pengaruh akeh faktor, kalebu komposisi kimia, struktur mikro, proses perawatan panas, cara pangolahan, lan liya-liyane. bahan.
Aplikasi praktis
Kekuwatan tensile minangka parameter sing penting banget ing bidang ilmu lan teknik bahan, lan asring digunakake kanggo ngevaluasi sifat mekanik bahan. Ing babagan desain struktural, pilihan material, penilaian safety, lan liya-liyane, kekuatan tarik minangka faktor sing kudu dianggep. Contone, ing teknik konstruksi, kekuatan tarik baja minangka faktor penting kanggo nemtokake manawa bisa nahan beban; ing bidang aerospace, kekuatan tarik saka bahan entheng lan dhuwur-kekuatan minangka kunci kanggo njamin keamanan pesawat.
Kekuwatan lemes:
Kelelahan logam nuduhake proses ing ngendi bahan lan komponen mboko sithik ngasilake karusakan kumulatif permanen lokal ing siji utawa sawetara panggonan ing tekanan siklik utawa galur siklik, lan retakan utawa fraktur lengkap dumadakan kedadeyan sawise sawetara siklus tartamtu.
Fitur
Tiba-tiba: Gagal lemes logam asring kedadeyan kanthi cepet ing wektu sing cendhak tanpa tandha-tandha sing jelas.
Lokalitas ing posisi: Gagal kelelahan biasane ana ing wilayah lokal sing konsentrasi stres.
Sensitivitas kanggo lingkungan lan cacat: Metal lemes banget sensitif lingkungan lan cacat cilik nang materi, kang bisa akselerasi proses lemes.
Faktor sing mengaruhi
Amplitudo kaku: Magnitudo kaku langsung mengaruhi urip lemes logam.
Magnitudo kaku rata-rata: Sing luwih gedhe kaku rata-rata, sing luwih cendhek umur kesel logam.
Jumlah siklus: Sing liyane kaping logam ing kaku siklik utawa galur, liyane serius akumulasi karusakan lemes.
Langkah-langkah pencegahan
Ngoptimalake pilihan materi: Pilih bahan kanthi watesan kelelahan sing luwih dhuwur.
Ngurangi konsentrasi stres: Ngurangi konsentrasi stres liwat desain struktural utawa metode pangolahan, kayata nggunakake transisi sudhut bunder, nambah dimensi cross-sectional, lsp.
Perawatan lumahing: Polishing, uyuh, etc. ing lumahing logam kanggo ngurangi cacat lumahing lan nambah kekuatan lemes.
Inspeksi lan pangopènan: Ajeg mriksa komponen logam kanggo cepet ndeteksi lan ndandani cacat kayata retak; njaga bagean sing rawan kesel, kayata ngganti bagean sing rusak lan nguatake tautan sing ringkih.
Kelelahan logam minangka mode kegagalan logam sing umum, sing ditondoi kanthi tiba-tiba, lokalitas lan sensitivitas kanggo lingkungan. Amplitudo stres, magnitudo stres rata-rata lan jumlah siklus minangka faktor utama sing mengaruhi kelelahan logam.
Kurva SN: nggambarake urip kelelahan bahan ing tingkat stres sing beda-beda, ing ngendi S nggambarake stres lan N nuduhake jumlah siklus stres.
Formula koefisien kekuatan fatigue:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Dimana (Ka) minangka faktor beban, (Kb) minangka faktor ukuran, (Kc) minangka faktor suhu, (Kd) minangka faktor kualitas permukaan, lan (Ke) minangka faktor reliabilitas.
Ekspresi matematika kurva SN:
(\sigma^m N = C)
Ing ngendi (\sigma) minangka stres, N minangka jumlah siklus stres, lan m lan C minangka konstanta materi.
Langkah pitungan
Nemtokake konstanta materi:
Nemtokake nilai m lan C liwat eksperimen utawa kanthi ngrujuk menyang literatur sing relevan.
Nemtokake faktor konsentrasi stres: Coba bentuk lan ukuran bagian sing nyata, uga konsentrasi stres sing disebabake fillet, keyways, lan liya-liyane, kanggo nemtokake faktor konsentrasi stres K. Ngitung kekuatan kelelahan: Miturut kurva SN lan stres. faktor konsentrasi, digabungake karo urip desain lan tingkat kaku karya bagean, ngetung kekuatan lemes.
2. Plastisitas:
Plastisitas nuduhake sifat materi sing, nalika kena pengaruh eksternal, ngasilake deformasi permanen tanpa rusak nalika gaya njaba ngluwihi wates elastis. Ewah-ewahan bentuk iki ora bisa dibalèkaké, lan materi ora bakal bali menyang wangun asli sanajan pasukan njaba wis dibusak.
Indeks plastisitas lan rumus pitungan
Elongasi (δ)
Dhéfinisi: Elongasi minangka persentase saka total deformasi saka bagean gauge sawise spesimen tensile fractured kanggo dawa gauge asli.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Where L0 punika dawa gauge asli saka spesimen;
L1 yaiku dawa gauge sawise spesimen rusak.
Pengurangan segmen (Ψ)
Definisi: Pengurangan segmental yaiku persentase pengurangan maksimum ing area cross-sectional ing titik necking sawise spesimen dipecah menyang area cross-sectional asli.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Ngendi F0 minangka area cross-sectional asli saka spesimen;
F1 minangka area cross-sectional ing titik necking sawise spesimen rusak.
3. Atos
Kekerasan logam minangka indeks sifat mekanik kanggo ngukur kekerasan bahan logam. Iki nuduhake kemampuan kanggo nolak deformasi ing volume lokal ing permukaan logam.
Klasifikasi lan perwakilan saka atose logam
Kekerasan logam duwe macem-macem cara klasifikasi lan perwakilan miturut metode tes sing beda. Utamane kalebu ing ngisor iki:
Kekerasan Brinell (HB):
Lingkup aplikasi: Umume digunakake nalika materi luwih alus, kayata logam non-ferrous, baja sadurunge perawatan panas utawa sawise annealing.
Prinsip tes: Kanthi ukuran beban tes tartamtu, bal baja sing atos utawa bal karbida kanthi diameter tartamtu ditekan menyang permukaan logam sing bakal diuji, lan beban kasebut dibongkar sawise wektu sing ditemtokake, lan diameter indentasi. ing lumahing sing arep dites diukur.
Rumus pitungan: Nilai atose Brinell yaiku quotient sing dipikolehi kanthi misahake beban kanthi area lumahing bunder saka indentasi.
Kekerasan Rockwell (HR):
Lingkup aplikasi: Umume digunakake kanggo bahan kanthi kekerasan sing luwih dhuwur, kayata kekerasan sawise perawatan panas.
Prinsip test: Padha karo atose Brinell, nanging nggunakake probe beda (diamond) lan cara pitungan beda.
Jinis: Gumantung ing aplikasi, ana HRC (kanggo bahan kekerasan dhuwur), HRA, HRB lan jinis liyane.
Kekerasan Vickers (HV):
Lingkup aplikasi: Cocog kanggo analisis mikroskop.
Prinsip tes: Pencet permukaan materi kanthi beban kurang saka 120kg lan indenter kerucut berlian persegi kanthi sudut vertex 136 °, lan dibagi area permukaan pit indentation materi kanthi nilai beban kanggo entuk nilai kekerasan Vickers.
Kekerasan Leeb (HL):
Fitur: Tester kekerasan portabel, gampang diukur.
Prinsip tes: Gunakake mumbul sing diasilake dening kepala bal impact sawise impact lumahing atose, lan ngetung atose dening rasio kacepetan mbalek doyo ing 1mm saka lumahing sampel kanggo kacepetan impact.
Wektu kirim: Sep-25-2024
