Hoe de treksterkte versus de vloeigrens van metalen hun gebruik beïnvloeden

Het is belangrijk om de verschillende mechanische eigenschappen van een metaal te analyseren voordat u de toepassing ervan voor een project overweegt. In dit opzicht zijn treksterkte en vloeigrens twee van de belangrijkste eigenschappen om rekening mee te houden, omdat ze een diepgaand inzicht bieden in het vermogen van een materiaal om stress te weerstaan, met en zonder blijvende vervorming.

Hieronder beschrijven we kort de treksterkte versus de vloeigrens en hoe deze waarden de structurele integriteit en fabricage van verschillende metalen kunnen beïnvloeden.

Treksterkte versus opbrengststerkte

Laten we wat dieper ingaan op de verschillen tussen treksterkte en vloeigrens en de effecten die ze hebben op metalen.

Treksterkte

De maximale trekspanning die een materiaal aan kan voordat het scheurt, staat bekend als de treksterkte. Boven deze limiet ontwikkelt het materiaal insnoering en breekt het in stukken.

Terwijl we het hebben over treksterkte, kan de ductiliteit van een materiaal ook van belang zijn. Een ductiel materiaal kan meer vervormen dan een bros materiaal voordat het breekt.

Opbrengststerkte

Opbrengststerkte vertegenwoordigt de maximale spanning die een materiaal aankan zonder enige plastische vervorming te ondergaan. Dit wordt weergegeven als het vloeipunt in de spanning-rekgrafiek, zoals hieronder weergegeven.

Zoals je in de grafiek kunt zien, is de vervorming voor kleine rekjes elastisch. Het gaat door totdat de kracht de proportionele limiet (punt A) bereikt en keert om als de belasting vóór dat punt wordt verwijderd.

Van punt A naar B genereert een kleine spanning een grote rek - de eerste afwijking van de curve van lineariteit. Als de spanning groter is, wordt de vorm gedeeltelijk hersteld.

Na de bovenste vloeigrens (B) verliest het materiaal zijn elasticiteit en komt het in de zone van plasticiteit. Het spanningsniveau dat aanzienlijke plastische vervorming veroorzaakt, wordt vloeispanning genoemd. Verdere toename van de vervormingskracht leidt uiteindelijk tot materiaalfalen.

De aard van blijvende vervorming is afhankelijk van het materiaaltype.

Voor sommige ductiele materialen, zoals koper en aluminium, is het onmogelijk om een ​​exacte vloeigrens vast te stellen, omdat het metaal zich kan uitstrekken over een hoge spanningswaarde. In dergelijke gevallen geeft het tekenen van een parallelle lijn naar het aanvankelijke lineaire deel van de spanning-rekcurve maar een afwijking daarvan met 0,2% ons de maximale spanningswaarde, ook wel bekend als het bewijs van spanning.

In de onderstaande tabel wordt de treksterkte vergeleken met de vloeigrens, die van toepassing is op alle metalen in het algemeen.

Het belang van treksterkte en vloeisterkte in metalen

Het analyseren van de treksterkte versus de vloeigrens van een metaal wordt essentieel in de volgende scenario's.

Erkenning van structurele integriteit

De treksterkte en vloeigrens van een metaal bepalen de toepassingsgebieden. Bij grotere projecten, zoals in de lucht- en ruimtevaart of de bouw, zijn deze factoren een kwestie van leven of dood. Ontwerpers zorgen ervoor dat de maximale spanning nooit de vloeigrens van het gebruikte metaal bereikt. Aan de andere kant vertelt de ultieme treksterkte ons de maximale kracht die de metalen structuur aankan voordat deze instort.

Metaalfabricage

Metalen worden gecontroleerd op sterkte en taaiheid in verschillende fasen van de levenscyclus van een product. De bovenste belastingslimiet (vloeisterkte) beschrijft het gedrag van een metaal tijdens verschillende fabricageprocessen, waaronder persen, rollen en smeden. De uiteindelijke treksterkte bepaalt de maximale belastingslimiet voor het product waarboven het belangrijke eigenschappen kan verliezen als gevolg van permanente veranderingen in de kristalstructuur van het metaal.

Testen voor superlegeringen

Het is gemakkelijk om de vloeigrens te gebruiken als een van de parameters om een ​​superlegering te testen. In tegenstelling tot een algemene metaallegering vertoont een superlegering een hoge vloeigrens bij hoge temperaturen. Ze hebben dus de voorkeur voor toepassingen met een hoge sterkte.

Treksterkte versus vloeisterkte van verschillende metalen

Laten we de treksterkte en vloeigrens van enkele veelgebruikte metalen vergelijken.

Metalen met een hoge treksterkte en vloeigrens komen met bewerkingsuitdagingen. Wolfraam heeft bijvoorbeeld de hoogste treksterkte van alle andere metalen. Het wordt echter zeer bros bij kamertemperatuur en is onderhevig aan ongewenste afbrokkeling. Er moeten speciale warmtebehandelingsmethoden worden gebruikt om een ​​gunstige bewerkingsomgeving te produceren. Als u een ervaren metaalserviceprovider aan uw zijde heeft, kunt u al deze problemen gemakkelijk oplossen.

Hoogwaardige metaaldiensten van een gerenommeerde leverancier

Bij Industrial Metal Service hebben we meer dan twee decennia ervaring met het aanbieden van een breed scala aan nieuwe en geverifieerde restmetalen, waaronder roestvrij staal, aluminium, titanium en meer, aan onze klanten in de San Francisco Bay Area en daarbuiten. We hebben onze reputatie verdiend als een betrouwbare en betrouwbare metaalleverancier en -serviceprovider, en we willen ervoor zorgen dat u over de beste materialen beschikt voor alle soorten las- en andere fabricageprocessen.