Mejo tečenja snovi. Kako določiti mejo tečenja

Kazalo:

Mejo tečenja snovi. Kako določiti mejo tečenja
Mejo tečenja snovi. Kako določiti mejo tečenja
Anonim

Mejost tečenja je napetost, ki ustreza preostali vrednosti raztezka po odstranitvi obremenitve. Določanje te vrednosti je potrebno za izbiro kovin, ki se uporabljajo v proizvodnji. Če tega parametra ne upoštevamo, lahko to privede do intenzivnega procesa razvoja deformacij v napačno izbranem materialu. Pri načrtovanju različnih kovinskih konstrukcij je zelo pomembno upoštevati mejo tečenja.

meja tečenja
meja tečenja

fizične značilnosti

Meja tečenja se nanaša na kazalnike moči. Predstavljajo makroplastično deformacijo s precej majhnim utrjevanjem. Fizično lahko ta parameter predstavimo kot karakteristiko materiala, in sicer: napetost, ki ustreza spodnji vrednosti meje tečenja v grafu (diagramu) raztezanja materialov. To je mogoče predstaviti tudi kot formulo: σT=PT/F0, kjer je PT pomeni obremenitev zaradi napetosti, F0 pa ustreza izvirnikupovršino prečnega prereza obravnavanega vzorca. PT vzpostavlja tako imenovano mejo med elastično-plastično in elastično deformacijsko cono materiala. Tudi rahlo povečanje napetosti (nad DC) bo povzročilo znatno deformacijo. Mejo tečenja kovin običajno merimo v kg/mm2 ali N/m2. Na vrednost tega parametra vplivajo različni dejavniki, na primer način toplotne obdelave, debelina vzorca, prisotnost legirnih elementov in nečistoč, vrsta, mikrostruktura in napake kristalne mreže itd. Meja tečenja se znatno spreminja s temperaturo. Razmislite o primeru praktičnega pomena tega parametra.

meja tečenja kovine
meja tečenja kovine

Meč tečenja cevi

Najbolj očiten je vpliv te vrednosti pri gradnji cevovodov visokotlačnih sistemov. V takšnih konstrukcijah je treba uporabiti posebno jeklo, ki ima dovolj velike meje tečenja, pa tudi minimalne kazalnike vrzeli med tem parametrom in natezno trdnostjo. Večja kot je meja jekla, višji bi moral biti seveda indikator dovoljene vrednosti delovne napetosti. To dejstvo neposredno vpliva na vrednost trdnosti jekla in s tem na celotno strukturo kot celoto. Ker ima parameter dovoljene projektne vrednosti sistema napetosti neposreden vpliv na zahtevano vrednost debeline stene v uporabljenih ceveh, je pomembno čim bolj natančno izračunati trdnostne lastnosti jekla, ki bo uporabiti pri izdelavicevi. Ena najbolj verodostojnih metod za določanje teh parametrov je izvedba študije na diskontinuiranem vzorcu. V vseh primerih je treba upoštevati razliko med vrednostmi obravnavanega indikatorja na eni strani in dovoljenimi vrednostmi napetosti na drugi strani.

Poleg tega morate vedeti, da je meja tečenja kovine vedno nastavljena kot rezultat podrobnih meritev za večkratno uporabo. Toda sistem dovoljenih napetosti je večinoma sprejet na podlagi standardov ali na splošno kot posledica izvedenih tehničnih pogojev, pa tudi na podlagi osebnih izkušenj proizvajalca. V sistemih glavnih cevovodov je celotna regulativna zbirka opisana v SNiP II-45-75. Torej je nastavitev varnostnega faktorja precej zapletena in zelo pomembna praktična naloga. Pravilna določitev tega parametra je v celoti odvisna od točnosti izračunanih vrednosti napetosti, obremenitve in meje tečenja materiala.

meja tečenja cevi
meja tečenja cevi

Pri izbiri toplotne izolacije za cevne sisteme se zanašajo tudi na ta indikator. To je posledica dejstva, da ti materiali neposredno pridejo v stik s kovinsko osnovo cevi in zato lahko sodelujejo v elektrokemičnih procesih, ki negativno vplivajo na stanje cevovoda.

raztezni materiali

Natezna meja tečenja določa količino, pri kateri bo napetost ostala enaka ali se zmanjšala kljub raztezku. To pomeni, da bo ta parameter dosegel kritično točko, ko bo prišlo do prehoda iz elastičnega vobmočje plastične deformacije materiala. Izkazalo se je, da je mejo tečenja mogoče določiti s testiranjem palice.

natezna trdnost tečenja
natezna trdnost tečenja

pet izračun

V odpornosti materialov je meja tečenja napetost, pri kateri se začne razvijati plastična deformacija. Poglejmo, kako se izračuna ta vrednost. Pri poskusih, opravljenih s cilindričnimi vzorci, se vrednost normalne napetosti v prerezu določi v trenutku nastanka nepopravljive deformacije. Z uporabo iste metode pri poskusih z torzijo cevastih vzorcev določimo strižno mejo tečenja. Za večino materialov je ta indikator določen s formulo σTs√3. V nekaterih primerih neprekinjeno raztezanje cilindričnega vzorca v diagramu normalne napetosti v primerjavi z raztezkom povzroči odkritje tako imenovanega zoba tečenja, to je močno zmanjšanje napetosti, preden pride do plastične deformacije.

Poleg tega nadaljnja rast takšnega popačenja na določeno vrednost poteka pri konstantni napetosti, ki se imenuje fizični FET. Če ima območje izkoristka (vodoravni odsek grafa) velik obseg, se tak material imenuje idealno plastičen. Če diagram nima platforme, se vzorci imenujejo utrjevanje. V takem primeru je nemogoče natančno določiti vrednost, pri kateri bo prišlo do plastične deformacije.

določanje meje tečenja
določanje meje tečenja

Kakšna je pogojna meja tečenja?

Ugotovimo, kaj je ta parameter. V primerih, ko diagram napetosti nima izrazitih območij, je potrebno določiti pogojni FET. To je torej vrednost napetosti, pri kateri je relativna preostala deformacija 0,2 odstotka. Za izračun na napetostnem diagramu vzdolž osi definicije ε je potrebno določiti vrednost, ki je enaka 0, 2. Od te točke se nariše ravna črta, vzporedna z začetnim odsekom. Kot rezultat, točka presečišča ravne črte s črto diagrama določa vrednost pogojne meje tečenja za določen material. Ta parameter se imenuje tudi tehnični PT. Poleg tega se ločeno razlikujejo pogojne meje tečenja pri torziji in upogibanju.

pogojna meja tečenja
pogojna meja tečenja

Pretok taline

Ta parameter določa sposobnost staljenih kovin, da zapolnijo linearne oblike. Fluidnost taline za kovinske zlitine in kovine ima v metalurški industriji svoj izraz - fluidnost. Pravzaprav je to recipročna vrednost dinamične viskoznosti. Mednarodni sistem enot (SI) izraža pretočnost tekočine v Pa-1c-1.

Začasna natezna trdnost

Poglejmo, kako se določi ta lastnost mehanskih lastnosti. Trdnost je sposobnost materiala, da v določenih mejah in pogojih zazna različne vplive, ne da bi se zrušil. Mehanske lastnosti se običajno določijo z diagrami pogojne napetosti. Za testiranje, standardnovzorcev. Testni instrumenti so opremljeni z napravo, ki beleži diagram. Povečanje obremenitve, ki presega normo, povzroči znatno plastično deformacijo izdelka. Meja tečenja in natezna trdnost ustrezata največji obremenitvi, ki je pred popolnim uničenjem vzorca. Pri duktilnih materialih je deformacija koncentrirana na enem območju, kjer se pojavi lokalna zožitev prečnega prereza. Imenuje se tudi vrat. Zaradi razvoja večkratnih zdrsov v materialu nastane velika gostota dislokacij, nastanejo tudi tako imenovane nukleacijske diskontinuitete. Zaradi njihovega povečanja se v vzorcu pojavijo pore. Med seboj tvorijo razpoke, ki se širijo v prečni smeri na os napetosti. In v kritičnem trenutku je vzorec popolnoma uničen.

Kaj je armaturna palica PT?

Ti izdelki so sestavni del armiranega betona, ki so praviloma namenjeni odpornosti na natezne sile. Običajno se uporablja jeklena ojačitev, vendar obstajajo izjeme. Ti izdelki morajo brez izjeme delovati skupaj z maso betona na vseh stopnjah obremenitve te konstrukcije ter imeti plastične in trajne lastnosti. In tudi izpolnjevati vse pogoje industrializacije teh vrst dela. Mehanske lastnosti jekla, uporabljenega pri izdelavi armatur, so določene z ustreznimi GOST in tehničnimi pogoji. GOST 5781-61 predvideva štiri razrede teh izdelkov. Prve tri so namenjene klasičnim konstrukcijam, pa tudi nenapetim palicam pri predhodnihsistemi pod stresom. Meja tečenja ojačitve, odvisno od razreda izdelka, lahko doseže 6000 kg/cm2. Torej, za prvi razred je ta parameter približno 500 kg/cm2, za drugi - 3000 kg/cm2, za tretji 4000 kg/cm 2, medtem ko ima četrti 6000 kg/cm2.

meja tečenja ojačitve
meja tečenja ojačitve

Mejost tečenja jekel

Za dolge izdelke v osnovni različici GOST 1050-88 so na voljo naslednje vrednosti PT: razred 20 - 25 kgf/mm2, razred 30 - 30 kgf/mm 2, blagovna znamka 45 - 36 kgf/mm2. Vendar pa imajo lahko za ista jekla, izdelana po predhodnem dogovoru med potrošnikom in proizvajalcem, meje tečenja različne vrednosti (isti GOST). Torej bo jeklo razreda 30 imelo PT v količini od 30 do 41 kgf/mm2, razred 45 pa bo v območju 38-50 kgf/mm 2.

Sklep

Pri projektiranju različnih jeklenih konstrukcij (zgradbe, mostovi itd.) se meja tečenja uporablja kot kazalnik standarda trdnosti pri izračunu vrednosti dovoljenih obremenitev glede na določen varnostni faktor. Toda za tlačne posode se vrednost dovoljene obremenitve izračuna na podlagi PT, pa tudi natezne trdnosti, ob upoštevanju specifikacije delovnih pogojev.

Priporočena: