شماره های تماس

چقرمگی شکست فولاد

چقرمگی شکست فولاد

۱۳۹۸/۱۰/۲۴ - ۱۱:۰۴

در این مقاله ابتدا با توضیح مختصری از مفهوم چقرمگی شروع می کنیم و در ادامه به موارد ذیل به اختصار اشاره خواهیم نمود:

  • چقرمگی شکست
  • رابطه چقرمگی و استحکام

چقرمگی:

چقرمگی، ( به انگلیسی: Toughness) به میزان مقاومت مواد در مقابل شکست بر اثر اعمال تنش است و سطح زیر نمودار تنش – کرنش می باشد و به صورت انرژی جذب می شود. در واقع چقرمگی قابلیت یك فلز به جذب انرژی بدون آن كه بشكند، است و در نتیجه هرچه ماده چقرمه تر باشد، برای شکست نیاز یه انرژی بیشتری دارد. اهمیت این خاصیت ماده زیاد است چون که وقوع عیب و خطا در همه مراحل از جمله مراحل قبل از ساخت، ساخت، و یا استفاده از مواد یا اجزاء غیر قابل اجتناب است. این نواقص غالبا به صورت ترک، حفره، تخلخل مواد، نقص جوش، یا ترکیب چند مورد از آنها ظاهر شود.

چقرمگی شکست:

مهندسین هرگز نمی توانند با اطمینان کامل تایید کنند که یک ماده دارای نقص نیست، به همین دلیل احتمال اینکه نقص برخی از اندازه های انتخاب شده در برخی از اجزای سازنده وجود داشته باشد، اصولاً در نظر گرفته می شود و از روش LEFM (مکانیک شکست خطی کششی) برای طراحی اجزای مهم استفاده می شود. این روش همان چقرمگی شکست است که با استفاده از از اندازه و ویژگی های نقص، هندسه اجزاء، شرایط بارگذاری و شرایط مربوط به مواد برای ارزیابی توان یک جزء دارای نقص در مقاومت در برابر شکستگی مورد استفاده قرار می گیرد.

به عبارتی این یک روش محاسباتی برای شکست ترد است در زمانی که در ماده ترک وجود داشته باشد و اگر کم باشد، آن ماده به صورت ترد می شکند و هرچه چقرمگی شکست بالاتر رود احتمال شکست نرم افزایش می یابد.

رابطه چقرمگی و استحکام:

ماده ای چقرمه است که هم محکم باشد و هم چکش خوار. به عبارتی ماده ای چقرمه است که هم تحمل تنش های بالا و هم کرنش های بالا را داشته باشد. برای مثال سرامیک که یک ماده شکننده و در عین حال محکم است، ولی چکش خواری محدودی دارد، چقرمه نیست. همچنین، موادی محکم نیستند اما چکش خواری بالایی دارند نیز چقرمگی ندارند. در مجموع، ماده مستحکم ماده ای است که می تواند میزان بالایی از نیرو را تحمل کند، در حالی که ماده ای چقرمه است که آن ماده قبل از گسیختگی بتواند میزان بالای انرژی را جذب کند.

برای نمایش حالت های شکست از اعداد رومی استفاده می شود و همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، سه حالت اصلی شکست در اثر مسیر بارگذاری وجود دارد: حالت (۱) بازشدگی، حالت (۲) برشی در صفحه، حالت (۳) برشی خارج از صفحه

چقرمگی شکست

حالت (۱) وضعیتی است که صفحه ترک نسبت به مسیر بزرگترین بارگذاری کششی عمود است. این رایج ترین مد در مسائل مهندسی است؛ بنابراین، ضریب شدت تنش برای حالت (۱) ، KIc ، برای سنجش شکست استفاده می شود.

چقرمگی شکست یک راه کمی بیان شکست ترد مصالح در صورت وجود ترک است. اگر چقرمگی شکست مصالح زیاد باشد، احتمالا شکست نرم را تحمل خواهد کرد. شکست ترد، مربوط به مشخصات مصالح با چقرمگی شکست پایین است.

در صنایع، چون فولاد چقرمه است و استحکام بالایی دارد، عموماً به منظور جذب انرژی ضربات ماشین ها استفاده می شود. همچنین تیغه اره ها و سر چکش های فولادی آب دهی و برگشت دهی می شوند تا میزان چقرمگی و استحکام آنها بالا رود.

چقرمگی

چقرمگی شکست به درجه حرارت و ضخامت نمونه بستگی دارد، که تا رسیدن به وضعیت حدی (بیشینه فشار) متغیر است و یک پارامتر برای بیان فشار مورد نیاز به منظور انتشار نقص موجود از قبل است. از آنجایی که، رخداد نقص ها در فرآیند تولید، ساخت، و سرویس کاری مصالح یا اجزاء اجتناب ناپذیر است، یک خاصیت خیلی مهم به شمار می رود.

نقص ها شاید در مصالح به عنوان ترک ها، حفره ها، اشکالات ذوب، عیب جوش و سایر مسائل پدیدار شوند. رایج است که یک نقص با اندازههای مختلف انتخاب شده در بعضی از اجزاء فرض شود و از تقریب مکانیک شکست الاستیک خطی برای طراحی اجزاء بحرانی استفاده شود. این تقریب از اندازه و شکل نقص، هندسه اجزاء، وضعیت بارگذاری، و چقرمگی شکست استفاده می کند برای اینکه توانایی اجزاء دارای نقص تا مقاومت شکست را ارزیابی کند.

گروه تامین محتوا فولاد ۲۴

مجموعه: 
دانشنامه
ادامه مطلب...

Submit world_metals

CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.‎
۷ + ۴ =
دنبال فروشنده چه محصولی هستید ؟
آخرین اخبار
بیشتر...