Az anyagok folyáshatára. Hogyan határozzuk meg a folyáshatárt

Tartalomjegyzék:

Az anyagok folyáshatára. Hogyan határozzuk meg a folyáshatárt
Az anyagok folyáshatára. Hogyan határozzuk meg a folyáshatárt
Anonim

A folyási szilárdság a terhelés eltávolítása utáni nyúlás maradványértékének megfelelő feszültség. Ennek az értéknek a meghatározása a gyártás során felhasznált fémek kiválasztásához szükséges. Ha ezt a paramétert nem veszik figyelembe, az intenzív deformációs folyamathoz vezethet egy rosszul kiválasztott anyagban. Különféle fémszerkezetek tervezésekor nagyon fontos figyelembe venni a folyáshatárokat.

folyáshatár
folyáshatár

Fizikai jellemzők

A hozamerősség az erőjelzőkre utal. Makroplasztikus deformációt képviselnek, meglehetősen kis keményedés mellett. Fizikailag ez a paraméter az anyag jellemzőjeként ábrázolható, nevezetesen: feszültség, amely az anyagok nyújtásának grafikonján (diagramján) a folyáshatár alacsonyabb értékének felel meg. Ezt képletként is ábrázolhatjuk: σT=PT/F0, ahol PT a folyási feszültség terhelést jelenti, és F0 az eredetinek felel mega vizsgált minta keresztmetszete. A PT meghatározza az úgynevezett határvonalat az anyag rugalmas-plasztikus és rugalmas deformációs zónái között. Még a feszültség kismértékű növekedése is (egyenfeszültség felett) jelentős deformációt okoz. A fémek folyáshatárát általában kg/mm2 vagy N/m2 mértékegységben mérik. Ennek a paraméternek az értékét különféle tényezők befolyásolják, például a hőkezelés módja, a minta vastagsága, az ötvözőelemek és szennyeződések jelenléte, a kristályrács típusa, mikroszerkezete és hibái stb. A folyáshatár jelentősen változik a hőmérséklettel. Vegyünk egy példát ennek a paraméternek a gyakorlati jelentésére.

fém folyáshatár
fém folyáshatár

Csövek folyási szilárdsága

A legnyilvánvalóbb ennek az értéknek a hatása a nagynyomású rendszerek csővezetékeinek építésénél. Az ilyen szerkezetekben speciális acélt kell használni, amelynek kellően nagy folyáshatára van, valamint minimális résmutatók e paraméter és a szakítószilárdság között. Minél nagyobb az acél határértéke, természetesen annál magasabbnak kell lennie az üzemi feszültség megengedett értékének mutatójának. Ez a tény közvetlen hatással van az acél szilárdságának értékére, és ennek megfelelően az egész szerkezet egészére. Tekintettel arra, hogy a feszültségrendszer megengedett tervezési értékének paramétere közvetlen hatással van a használt csövek falvastagságának szükséges értékére, fontos, hogy a lehető legpontosabban számítsuk ki az acél szilárdsági jellemzőit, amelyek a gyártás során használható felcsövek. E paraméterek meghatározásának egyik leghitelesebb módszere egy nem folyamatos mintán végzett vizsgálat. Minden esetben figyelembe kell venni egyrészt a vizsgált mutató értékei, másrészt a megengedett feszültségértékek közötti különbséget.

Ezenkívül tudnia kell, hogy a fém folyáshatárát mindig részletes, újrafelhasználható mérések eredményeként állítják be. De a megengedett feszültségek rendszerét túlnyomórészt szabványok alapján vagy általában az elvégzett műszaki feltételek eredményeként, valamint a gyártó személyes tapasztalatai alapján alkalmazzák. A fővezeték-rendszerekben a teljes szabályozási gyűjteményt az SNiP II-45-75 írja le. Tehát a biztonsági tényező beállítása meglehetősen bonyolult és nagyon fontos gyakorlati feladat. Ennek a paraméternek a helyes meghatározása teljes mértékben függ a feszültség, a terhelés és az anyag folyáshatárának számított értékeinek pontosságától.

cső folyáshatára
cső folyáshatára

A csőrendszerek hőszigetelésének kiválasztásakor szintén erre a mutatóra támaszkodnak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ezek az anyagok közvetlenül érintkeznek a cső fémalapjával, és ennek megfelelően részt vehetnek olyan elektrokémiai folyamatokban, amelyek hátrányosan befolyásolják a csővezeték állapotát.

nyújtó anyagok

A szakítószilárdság határozza meg azt az értéket, amelynél a feszültség a nyúlás ellenére változatlan marad vagy csökken. Ez azt jelenti, hogy ez a paraméter akkor ér el egy kritikus pontot, amikor a rugalmasról átmenetre kerül soraz anyag képlékeny deformációs tartománya. Kiderült, hogy a folyáshatár a rúd tesztelésével határozható meg.

szakítószilárdság
szakítószilárdság

Péntek számítása

Az anyagok ellenállásában a folyáshatár az a feszültség, amelynél a képlékeny alakváltozás kialakul. Nézzük meg, hogyan számítják ki ezt az értéket. A hengeres mintákkal végzett kísérletekben a normál feszültség értékét a keresztmetszetben az irreverzibilis alakváltozás fellépésének pillanatában határozzuk meg. A cső alakú minták torziós kísérleteiben ugyanezt a módszert alkalmazva határozzuk meg a nyírási folyáshatárt. A legtöbb anyag esetében ezt a mutatót a következő képlet határozza meg: σTs√3. Egyes esetekben egy hengeres minta folyamatos nyúlása normál feszültség-nyúlás diagramban egy úgynevezett nyúlófog felfedezését eredményezi, azaz a feszültség éles csökkenését a képlékeny deformáció bekövetkezte előtt.

Továbbá az ilyen torzítások további növekedése egy bizonyos értékig állandó feszültség mellett történik, amelyet fizikai FET-nek neveznek. Ha a hozamterület (a grafikon vízszintes metszete) nagy kiterjedésű, akkor egy ilyen anyagot ideálisan műanyagnak nevezünk. Ha a diagramnak nincs platformja, akkor a mintákat keményedésnek nevezzük. Ilyen esetben lehetetlen pontosan meghatározni, hogy mekkora értéknél plasztikus deformáció lép fel.

folyáshatár meghatározása
folyáshatár meghatározása

Mi a feltételes folyáshatár?

Nézzük ki, mi ez a paraméter. Azokban az esetekben, amikor a feszültségdiagramnak nincsenek kifejezett területei, meg kell határozni a feltételes FET-et. Tehát ez az a feszültségérték, amelynél a relatív maradék alakváltozás 0,2 százalék. A feszültségdiagramon az ε definíciós tengely mentén történő kiszámításához egy 0, 2-vel egyenlő értéket kell félretenni. Ebből a pontból egy egyenes vonalat húzunk, párhuzamosan a kezdeti szakaszsal. Ennek eredményeként az egyenes és a diagram vonalának metszéspontja határozza meg egy adott anyag feltételes folyáshatárának értékét. Ezt a paramétert műszaki PT-nek is nevezik. Ezenkívül külön megkülönböztetik a torziós és hajlítási feltételes folyáshatárokat.

feltételes folyáshatár
feltételes folyáshatár

Melt flow

Ez a paraméter határozza meg az olvadt fémek azon képességét, hogy kitöltsenek lineáris alakzatokat. A fémötvözetek és fémek olvadékfolyékonyságának saját fogalma van a kohászati iparban - a folyékonyság. Valójában ez a dinamikus viszkozitás reciproka. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) a folyadék folyékonyságát Pa-1c-1-ban fejezi ki.

Ideiglenes szakítószilárdság

Nézzük meg, hogyan határozható meg a mechanikai tulajdonságok ezen jellemzője. Az erősség egy anyag azon képessége, hogy bizonyos korlátok és feltételek mellett összeomlás nélkül érzékeli a különféle hatásokat. A mechanikai tulajdonságokat általában feltételes feszültségdiagramok segítségével határozzák meg. Tesztelésre, standardminták. A vizsgáló műszerek olyan eszközzel vannak felszerelve, amely rögzíti a diagramot. A normát meghaladó terhelések növekedése jelentős képlékeny deformációt okoz a termékben. A folyáshatár és a szakítószilárdság a minta teljes pusztulását megelőző legnagyobb terhelésnek felel meg. A képlékeny anyagoknál az alakváltozás egy területre koncentrálódik, ahol lokális keresztmetszet-szűkülés jelentkezik. Nyaknak is nevezik. A többszörös elcsúszások kialakulása következtében az anyagban nagy sűrűségű diszlokációk képződnek, és úgynevezett gócképző diszkontinuitások is keletkeznek. Megnagyobbodásuk következtében pórusok jelennek meg a mintában. Egymással összeolvadva repedéseket képeznek, amelyek a feszítési tengely felé keresztirányban terjednek. És a kritikus pillanatban a minta teljesen megsemmisül.

Mi az a betonacél PT?

Ezek a termékek a vasbeton szerves részét képezik, és általában arra szolgálnak, hogy ellenálljanak a húzóerőknek. Általában acél erősítést használnak, de vannak kivételek. Ezeknek a termékeknek kivétel nélkül együtt kell működniük a beton tömegével a szerkezet terhelésének minden szakaszában, és plasztikus és tartós tulajdonságokkal kell rendelkezniük. És teljesíti az ilyen típusú munkák iparosításának minden feltételét. A szerelvények gyártásához használt acél mechanikai tulajdonságait a vonatkozó GOST és műszaki feltételek határozzák meg. A GOST 5781-61 e termékek négy osztályát írja elő. Az első három a hagyományos szerkezetekhez, valamint a nem feszített rudakhoz készült.igénybevett rendszerek. A vasalás folyáshatára termékosztálytól függően elérheti a 6000 kg/cm2. Tehát az első osztálynál ez a paraméter körülbelül 500 kg/cm2, a másodiknál - 3000 kg/cm2, a harmadiknál 4000 kg/cm 2, míg a negyediké 6000 kg/cm2.

megerősítés folyáshatár
megerősítés folyáshatár

Acélok folyáshatára

A hosszú termékeknél a GOST 1050-88 alapváltozatában a következő PT-értékek állnak rendelkezésre: 20-25 kgf/mm2, 30-30. kgf/mm 2, márka 45 - 36 kgf/mm2. Azonban ugyanazon acélok esetében, amelyeket a fogyasztó és a gyártó előzetes megállapodása alapján gyártanak, a folyáshatárok eltérő értékekkel rendelkezhetnek (ugyanaz a GOST). Tehát a 30-as osztályú acél PT értéke 30-41 kgf/mm2, a 45-ös fokozat pedig 38-50 kgf/mm 2.

Következtetés

Különböző acélszerkezetek (épületek, hidak stb.) tervezésekor a folyáshatárt a szilárdsági szabvány mutatójaként használják a megengedett terhelések értékének kiszámításakor a megadott biztonsági tényező szerint. De nyomástartó edényeknél a megengedett terhelés értékét a PT, valamint a szakítószilárdság alapján számítják ki, figyelembe véve az üzemi feltételek specifikációját.

Ajánlott: