اصطلاحات مربوط به خواص مکانیکی فولاد

اصطلاحات مربوط به خواص مکانیکی فولاد:

1. نقطه تسلیم (σs)

هنگامی که فولاد یا یک نمونه تحت کشش است، اگر تنش از حد الاستیک بیشتر شود، و حتی اگر تنش دیگر افزایش نیابد، فولاد یا نمونه همچنان تحت تغییر شکل پلاستیک قابل توجهی قرار می‌گیرد، این پدیده تسلیم نامیده می‌شود. حداقل مقدار تنشی که در آن تسلیم رخ می دهد، نقطه تسلیم نامیده می شود. فرض کنید Ps نیروی خارجی در نقطه تسلیم s و Fo سطح مقطع نمونه باشد. سپس، نقطه تسلیم σs = Ps/Fo (MPa)، که در آن MPa مگا پاسکال نامیده می‌شود و برابر N (نیوتن) / mm² است (MPa = 106 Pa، Pa: پاسکال = N/m²).

2. قدرت تسلیم (σ0.2)

نقطه تسلیم برخی از مواد فلزی بسیار نامشخص است و اندازه گیری را دشوار می کند. بنابراین، برای اندازه‌گیری ویژگی‌های تسلیم مواد، تنشی که در آن تغییر شکل پلاستیک باقیمانده دائمی برابر با مقدار معینی است (معمولاً 0.2٪ طول اولیه) به عنوان مقاومت تسلیم شرطی یا صرفاً مقاومت تسلیم σ0.2 تعریف می‌شود.

3. مقاومت کششی (σb)

حداکثر تنشی که یک ماده در طول آزمایش کشش به آن می رسد، از شروع تا شکست. این نشان دهنده مقاومت فولاد در برابر شکست است. مقاومت کششی مربوط به مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و غیره است.

اجازه دهید Pb حداکثر نیروی کششی بدست آمده قبل از شکستن ماده باشد و Fo سطح مقطع نمونه باشد. سپس، استحکام کششی σb = Pb/Fo (MPa).

4. ازدیاد طول (δs)

درصد کشیدگی پلاستیک یک ماده پس از شکست به طول نمونه اولیه را ازدیاد طول یا نرخ امتداد می گویند.

5. نسبت بازده به قدرت (σs/σb)

نسبت نقطه تسلیم (مقاومت تسلیم) به استحکام کششی فولاد را نسبت تسلیم به مقاومت می گویند. نسبت استحکام تسلیم بالاتر به طور کلی نشان دهنده قابلیت اطمینان بیشتر اجزای سازه است. به طور معمول، نسبت استحکام تسلیم برای فولاد کربنی 0.6-0.65، برای فولاد ساختاری کم آلیاژ 0.65-0.75 و برای فولاد ساختاری آلیاژی 0.84-0.86 است.

6. سختی

سختی نشان دهنده مقاومت یک ماده در برابر فرورفتگی توسط یک جسم سخت تر است. یکی از شاخص های مهم عملکرد مواد فلزی است. به طور کلی، سختی بالاتر نشان دهنده مقاومت سایش بهتر است. شاخص‌های سختی رایج شامل سختی برینل، سختی راکول و سختی ویکرز است.

⑴ سختی برینل (HB)

یک توپ فولادی سخت شده با اندازه معین (معمولاً با قطر 10 میلی متر) تحت یک بار معین (معمولاً 3000 کیلوگرم) به سطح مواد فشار داده می شود. پس از مدتی، نسبت بار به ناحیه فرورفتگی، مقدار سختی برینل (HB) است که بر حسب kgf/mm² (N/mm²) بیان می‌شود.

(2) سختی راکول (HR)

هنگامی که HB > 450 یا نمونه خیلی کوچک است، از تست سختی برینل نمی توان استفاده کرد و به جای آن از تست سختی راکول استفاده می شود. از یک مخروط الماس با زاویه راس 120 درجه یا یک توپ فولادی با قطر 1.59 میلی متر یا 3.18 میلی متر استفاده می شود که تحت بار معینی به سطح ماده فشرده می شود و سختی مواد با عمق فرورفتگی تعیین می شود. بسته به سختی ماده آزمایش شده، با استفاده از سه مقیاس مختلف بیان می شود:

HRA: سختی به دست آمده با استفاده از بار 60 کیلوگرمی و یک فرورفتگی مخروطی الماس. برای مواد با سختی بسیار بالا (مانند کاربید سیمانی) استفاده می شود.

HRB: سختی با استفاده از یک بار 100 کیلوگرمی و یک توپ فولادی سخت شده با قطر 1.58 میلی متر بدست می آید. برای مواد با سختی نسبتا کم (مانند فولاد آنیل شده و چدن) استفاده می شود.

HRC: سختی به دست آمده با استفاده از بار 150 کیلوگرمی و یک فرورفتگی مخروطی الماس. برای مواد با سختی بسیار بالا (مانند فولاد کوئنچ) استفاده می شود. (3) سختی ویکرز (HV)

یک فرورفتگی مربع الماس با زاویه راس 136 درجه برای فشار دادن به سطح مواد تحت بار تا 120 کیلوگرم استفاده می شود. مقدار سختی ویکرز (HV) با تقسیم مقدار بار بر مساحت سطح فرورفتگی محاسبه می شود.