Spannung ist ein einfacher Test der mechanischen Eigenschaften. Innerhalb des Messabstands ist die Spannung gleichm??ig, die Messung von Spannung, Dehnung und Leistungsindikatoren ist stabil, zuverl?ssig und für theoretische Berechnungen geeignet. Durch Zugversuche k?nnen die grundlegendsten mechanischen Eigenschaftsindizes im Prozess der elastischen Verformung, der plastischen Verformung und des Bruchs gemessen werden, wie beispielsweise der positive Elastizit?tsmodul E und die Streckgrenze σ 0,2. Streckgrenze σ s. Zugfestigkeit σ b. Dehnungsrate nach Bruch δ Und Fl?chenverkleinerung ψ usw. Die im Zugversuch erhaltenen mechanischen Eigenschaftsindizes, wie z. B. e σ 0,2、 σ s、 σ b、 δ、ψ usw. sind die inh?renten Grundeigenschaften von Materialien und die Hauptgrundlage im Ingenieurdesign.

Zusammenhang zwischen plastischer Metallverformung und Zugfestigkeit

Bei den meisten Metallmaterialien sind Spannung und Dehnung im Bereich der elastischen Verformung proportional. Wenn die Spannung oder Dehnung ab einem bestimmten Punkt weiter zunimmt, ist die Dehnung nicht mehr proportional zur ausgeübten Spannung.

An diesem Punkt beginnt die Bindung zu den benachbarten Ausgangsatomen aufzubrechen und wird durch eine neue Gruppe von Atomen modifiziert. Wenn dies geschieht, kehrt das Material nach dem Entfernen der Spannung nicht in den ursprünglichen Zustand zurück, d. h. die Verformung ist dauerhaft und unwiederbringlich, und dann tritt das Material in die plastische Verformungszone ein (Abb. 1).

Tats?chlich ist es schwierig, den genauen Punkt zu bestimmen, an dem das Material von der elastischen Zone in die plastische Zone übergeht. Wie in Abb. 2 dargestellt, wird eine parallele Linie mit einer Dehnung von 0,002 gezeichnet. Durch diese Linie wird die Spannungs-Dehnungs-Kurve abgeschnitten und die Streckgrenze als Streckgrenze ermittelt. Die Streckgrenze ist gleich der Spannung, bei der eine signifikante plastische Verformung auftritt. Die meisten Materialien sind weder einheitlich noch vollkommen ideale Materialien. Die Materialausbeute ist ein Prozess, der in der Regel mit einer Kaltverfestigung einhergeht und daher kein spezifischer Punkt ist.

Bei den meisten Metallmaterialien sieht die Spannungs-Dehnungs-Kurve ?hnlich aus wie in Abb. 3. Wenn die Belastung beginnt, steigt die Spannung von Null an und die Dehnung nimmt linear zu. Bis das Material nachgibt, beginnt die Kurve von der Linearit?t abzuweichen.

Erh?hen Sie die Spannung weiter und die Kurve erreicht den Maximalwert. Der Maximalwert entspricht der Zugfestigkeit, also dem maximalen Spannungswert der Kurve, in der Abbildung durch m dargestellt. Der Bruchpunkt ist der Punkt, an dem das Material endgültig bricht und in der Abbildung mit F gekennzeichnet ist.

Das typische Spannungs-Dehnungs-Testger?t und die Geometrie der Testprobe sind in Abb. 4 dargestellt. W?hrend des Zugtests wird die Probe langsam gezogen und die L?ngen?nderungen und die ausgeübte Kraft werden aufgezeichnet. Der Kraft-Weg-Verlauf wird aufgezeichnet. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve kann unter Verwendung der ursprünglichen L?nge, der Messl?nge und der Querschnittsfl?che der Probe erstellt werden.

Abbildung 4 Belastungstest

Für Materialien, die einer plastischen Zugverformung unterliegen k?nnen, werden am h?ufigsten zwei Arten von Kurven verwendet: die technische Spannungs-Dehnungskurve und die echte Spannungs-Dehnungs-Kurve. Der Unterschied besteht darin, dass die zur Berechnung der Spannung verwendete Fl?che unterschiedlich ist. Ersteres verwendet die Anfangsfl?che der Probe und letzteres die Echtzeit-Querschnittsfl?che w?hrend des Zugvorgangs. Daher ist auf der Spannungs-Dehnungs-Kurve die tats?chliche Spannung im Allgemeinen h?her als die technische Spannung.

Abb. 6 wahre Spannungs- und echte Dehnungskurven verschiedener realer Metallmaterialien

Es gibt zwei Arten der gebr?uchlichsten Zugkurven: Die eine ist die Zugkurve mit offensichtlicher Streckgrenze; Zweitens die Zugkurve ohne offensichtliche Streckgrenze. Die Streckgrenze gibt den Widerstand des Metalls gegen die anf?ngliche plastische Verformung an. Dies ist eine der wichtigsten mechanischen Eigenschaften in der Ingenieurtechnik.

Wie misst man die Zugfestigkeit anhand der plastischen Verformung von Metall?

Die plastische Restverformung ist eine wichtige Grundlage. Im Allgemeinen wird der Widerstand, der dem technischen Metall bei einer bestimmten plastischen Restverformung entspricht, künstlich als Streckgrenze angenommen, auch als bedingte Streckgrenze bezeichnet. Das hei?t, es gibt keine offensichtliche plastische Streckgrenze und keine offensichtliche Streckgrenze. Wenn Sie die Streckgrenze des tats?chlichen Metalls wissen m?chten, ben?tigen Sie eine Beurteilungsbedingung, daher gibt es die bedingte Streckgrenze. Bei verschiedenen Metallkomponenten ist die der bedingten Streckgrenze entsprechende Restverformung unterschiedlich. Bei einigen rauen Metallkomponenten sollte die Restverformung gering sein, w?hrend die entsprechende Restverformung bei gew?hnlichen Metallkomponenten gro? ist, wenn sie unter bestimmten Bedingungen nachgeben. Die üblicherweise verwendete Restverformung betr?gt 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,5% und 1,0%.

Die Metallausbeute ist das Ergebnis der Versetzungsbewegung, daher wird die Metallausbeute durch den Widerstand der Versetzungsbewegung bestimmt. Für reine Metalle umfasst es den Gitterwiderstand, den Versetzungswechselwirkungswiderstand und den Versetzungswechselwirkungswiderstand mit anderen Defekten oder Strukturen.

Der Bereich, der dem geraden Abschnitt der Zugkurve entspricht, also der elastische Teil, ist die elastische Eigenschaft. Vom Beginn der elastischen Verformung bis zum Bruchvorgang wird die von der Probe absorbierte Gesamtenergie als Brucharbeit bezeichnet, und die vom Metall vor dem Bruch absorbierte Energie wird als Bruchz?higkeit bezeichnet. Die mechanischen Eigenschaften realer Metalle ?ndern sich normalerweise w?hrend des Zugvorgangs, wobei das auff?lligste Ph?nomen die Kaltverfestigung ist. Die Kaltverfestigung von Metall ist hilfreich, um den pl?tzlichen Bruch praktischer technischer Komponenten bei überlastung zu vermeiden, der katastrophale Folgen h?tte.

Die plastische Verformung und Verformungsh?rtung von Metallen sind Voraussetzungen für eine gleichm??ige plastische Verformung von Metall. Das hei?t, in polykristallinem Metall wird die plastische Verformung verst?rkt, und dann wird die plastische Verformung unterdrückt, sodass die Verformung leichter auf andere Orte übertragen werden kann.

Gem?? der tats?chlichen Zugkurve setzt sich die Verformung unter der Einwirkung der Streckgrenze nicht fort, nachdem die meisten Metalle bei Raumtemperatur nachgeben, und der Widerstand muss erh?ht werden, um die Verformung fortzusetzen. Auf der wahren Spannungs-Dehnungs-Kurve steigt die rheologische Spannung und es tritt das Ph?nomen der Kaltverfestigung auf. Eine solche Kurve wird als Kaltverfestigungskurve bezeichnet. Der Kaltverfestigungsindex n ist ein wichtiger Plastizit?tsindex, der die F?higkeit von Materialien angibt, einer kontinuierlichen Verformung zu widerstehen.

Lassen Sie uns abschlie?end über die Dehnungsrate sprechen. Im Allgemeinen werden die Zugkurven von Metallmaterialien durch Tests bei einer niedrigeren Dehnungsrate ermittelt. Nur einige spezielle Metallkomponenten müssen ihre mechanischen Eigenschaften unter hoher Dehnungsrate testen, d. h. Komponenten mit hoher Verformungsgeschwindigkeit. Bei normaler Raumtemperatur erfolgt die Verformung des Materials haupts?chlich durch Versetzungsschlupf oder Zwillingsbildung.

Die maximale technische Spannung auf der Zugkurve, also die technische Dehnungskurve, wird als ultimative Zugspannung, also Zugfestigkeit, bezeichnet.