المصطلحات المتعلقة بالخصائص الميكانيكية للصلب

المصطلحات المتعلقة بالخواص الميكانيكية للصلب:

1. نقطة العائد (σs)

عندما يكون الفولاذ أو العينة تحت التوتر، إذا تجاوز الضغط الحد المرن، وحتى إذا لم يعد الضغط يزداد، فإن الفولاذ أو العينة يستمر في الخضوع لتشوه بلاستيكي كبير، وتسمى هذه الظاهرة بالخضوع. تسمى قيمة الضغط الأدنى التي يحدث عندها الخضوع نقطة الخضوع. ولتكن Ps هي القوة الخارجية عند نقطة الخضوع s، وFo هي مساحة المقطع العرضي للعينة. بعد ذلك، نقطة الخضوع σs = Ps/Fo (MPa)، حيث تسمى MPa ميجاباسكال وتساوي N (نيوتن) / مم² (MPa = 10⁶ Pa، Pa: Pascal = N/m²).

2. قوة الخضوع (σ₀.₂)

نقطة الخضوع لبعض المواد المعدنية غير واضحة للغاية، مما يجعل القياس صعبًا. لذلك، لقياس خصائص الخضوع للمواد، يتم تعريف الضغط الذي يساوي عنده التشوه البلاستيكي المتبقي الدائم قيمة معينة (عمومًا 0.2% من الطول الأصلي) على أنه قوة الخضوع المشروطة أو ببساطة قوة الخضوع σ₀.₂.

3. قوة الشد (σb)

الحد الأقصى للضغط الذي تصل إليه المادة أثناء اختبار الشد، من البداية حتى الكسر. إنه يمثل مقاومة الفولاذ للكسر. ترتبط قوة الشد بقوة الضغط، وقوة الانحناء، وما إلى ذلك.

ولتكن Pb هي أقصى قوة شد تم الوصول إليها قبل أن تنكسر المادة، وF هي مساحة المقطع العرضي للعينة. ثم قوة الشد σb = Pb/Fo (MPa).

4. الاستطالة (δs)

تسمى النسبة المئوية للاستطالة البلاستيكية للمادة بعد الكسر إلى طول العينة الأصلي بالاستطالة أو معدل التمديد.

5. نسبة العائد إلى القوة (σs/σb)

تسمى نسبة نقطة الخضوع (قوة الخضوع) إلى قوة الشد للفولاذ بنسبة الخضوع إلى القوة. تشير نسبة قوة الخضوع الأعلى بشكل عام إلى موثوقية أعلى للمكونات الهيكلية. عادةً ما تكون نسبة مقاومة الخضوع للفولاذ الكربوني 0.6-0.65، وللفولاذ الإنشائي منخفض السبائك 0.65-0.75، وللفولاذ الإنشائي السبائكي 0.84-0.86.

6. الصلابة

تمثل الصلابة مقاومة المادة للمسافة البادئة بواسطة جسم أكثر صلابة. وهو أحد مؤشرات الأداء المهمة للمواد المعدنية. بشكل عام، تشير الصلابة الأعلى إلى مقاومة أفضل للتآكل. تشمل مؤشرات الصلابة شائعة الاستخدام صلابة برينل وصلابة روكويل وصلابة فيكرز.

⑴ صلابة برينل (HB)

يتم ضغط كرة فولاذية صلبة بحجم معين (قطرها عادة 10 ملم) على سطح المادة تحت حمل معين (عادة 3000 كجم). بعد فترة من الزمن، تكون نسبة الحمل إلى مساحة الثلم هي قيمة صلابة برينل (HB)، معبرًا عنها بالكيلو جرام/مم² (N/mm²).

(2) صلابة روكويل (HR)

عندما يكون HB > 450 أو تكون العينة صغيرة جدًا، لا يمكن استخدام اختبار صلابة برينل، ويتم استخدام اختبار صلابة روكويل بدلاً من ذلك. يستخدم مخروطًا ماسيًا بزاوية قمة 120 درجة أو كرة فولاذية بقطر 1.59 مم أو 3.18 مم، يتم ضغطها على سطح المادة تحت حمل معين، ويتم تحديد صلابة المادة من خلال عمق المسافة البادئة. اعتمادًا على صلابة المادة المختبرة، يتم التعبير عنها باستخدام ثلاثة مقاييس مختلفة:

HRA: تم الحصول على الصلابة باستخدام حمولة 60 كجم وإيندينتر مخروطي الماس؛ تستخدم للمواد ذات الصلابة العالية للغاية (مثل الكربيد الأسمنتي).

HRB: الصلابة التي تم الحصول عليها باستخدام حمولة 100 كجم وكرة فولاذية صلبة بقطر 1.58 مم؛ تستخدم للمواد ذات الصلابة المنخفضة نسبيًا (مثل الفولاذ الملدن والحديد الزهر).

HRC: الصلابة التي تم الحصول عليها باستخدام حمولة 150 كجم وإيندينتر مخروطي الماس؛ يستخدم للمواد ذات الصلابة العالية جدًا (مثل الفولاذ المروي). (3) صلابة فيكرز (HV)

يتم استخدام إندينتر مربع ماسي بزاوية قمة تبلغ 136 درجة للضغط على سطح المادة تحت حمولة تصل إلى 120 كجم. يتم حساب قيمة صلابة فيكرز (HV) عن طريق قسمة قيمة الحمولة على مساحة سطح المسافة البادئة.