Granica plastyczności to naprężenie odpowiadające wartości rezydualnej wydłużenia po usunięciu obciążenia. Określenie tej wartości jest niezbędne do doboru metali stosowanych w produkcji. Nieuwzględnienie tego parametru może prowadzić do intensywnego procesu rozwoju deformacji w błędnie dobranym materiale. Bardzo ważne jest uwzględnienie granic plastyczności podczas projektowania różnych konstrukcji metalowych.
Cechy fizyczne
Siła plonu odnosi się do wskaźników siły. Reprezentują odkształcenie makroplastyczne o dość małym utwardzeniu. Fizycznie parametr ten można przedstawić jako cechę materiału, a mianowicie: naprężenie, które odpowiada niższej wartości granicy plastyczności na wykresie (schemacie) rozciągania materiałów. Można to również przedstawić za pomocą wzoru: σT=PT/F0, gdzie PT oznacza obciążenie granicy plastyczności, a F0 odpowiada oryginałowipole przekroju badanej próbki. PT wyznacza tzw. granicę pomiędzy strefą sprężysto-plastyczną i elastyczną deformacją materiału. Nawet niewielki wzrost naprężenia (powyżej DC) spowoduje znaczne odkształcenie. Granica plastyczności metali jest zwykle mierzona w kg/mm2 lub N/m2. Na wartość tego parametru mają wpływ różne czynniki, na przykład tryb obróbki cieplnej, grubość próbki, obecność pierwiastków stopowych i zanieczyszczeń, rodzaj, mikrostruktura i defekty sieci krystalicznej i tak dalej. Granica plastyczności zmienia się znacząco wraz z temperaturą. Rozważ przykład praktycznego znaczenia tego parametru.
Wytrzymałość rur
Najbardziej oczywisty jest wpływ tej wartości na budowę rurociągów systemów wysokociśnieniowych. W takich konstrukcjach należy stosować stal specjalną, która ma odpowiednio duże granice plastyczności, a także minimalne wskaźniki odstępu między tym parametrem a wytrzymałością na rozciąganie. Im większa granica stali, tym oczywiście wyższy powinien być wskaźnik dopuszczalnej wartości napięcia roboczego. Fakt ten ma bezpośredni wpływ na wartość wytrzymałości stali, a tym samym całej konstrukcji jako całości. Z uwagi na fakt, że parametr dopuszczalnej wartości projektowej układu naprężeń ma bezpośredni wpływ na wymaganą wartość grubości ścianki stosowanych rur, ważne jest jak najdokładniejsze obliczenie charakterystyk wytrzymałościowych stali, która będzie być używane w produkcjiRury. Jedną z najbardziej autentycznych metod określania tych parametrów jest przeprowadzenie badania na próbce nieciągłej. We wszystkich przypadkach należy wziąć pod uwagę różnicę między wartościami rozpatrywanego wskaźnika z jednej strony, a dopuszczalnymi wartościami naprężeń z drugiej.
Ponadto należy wiedzieć, że granica plastyczności metalu jest zawsze ustalana w wyniku szczegółowych pomiarów wielokrotnego użytku. Ale system dopuszczalnych napięć jest w przeważającej mierze przyjmowany na podstawie norm lub ogólnie w wyniku przeprowadzonych warunków technicznych, a także w oparciu o osobiste doświadczenie producenta. W systemach rurociągów magistralnych cała kolekcja regulacyjna jest opisana w SNiP II-45-75. Tak więc ustawienie współczynnika bezpieczeństwa jest dość skomplikowanym i bardzo ważnym zadaniem praktycznym. Prawidłowe określenie tego parametru całkowicie zależy od dokładności obliczonych wartości naprężeń, obciążenia i granicy plastyczności materiału.
Wybierając izolację termiczną dla systemów rurociągów, również opierają się na tym wskaźniku. Wynika to z faktu, że materiały te stykają się bezpośrednio z metalową podstawą rury, a zatem mogą brać udział w procesach elektrochemicznych, które niekorzystnie wpływają na stan rurociągu.
Materiały rozciągające
Granica plastyczności rozciągania określa wielkość, przy której naprężenie pozostanie takie samo lub zmniejszy się pomimo wydłużenia. Oznacza to, że ten parametr osiągnie punkt krytyczny, gdy nastąpi przejście od elastycznego doobszar odkształcenia plastycznego materiału. Okazuje się, że granicę plastyczności można określić testując pręt.
Obliczenia pt
W wytrzymałości materiałów granica plastyczności to naprężenie, przy którym zaczyna się rozwijać odkształcenie plastyczne. Przyjrzyjmy się, jak obliczana jest ta wartość. W doświadczeniach przeprowadzonych na próbkach cylindrycznych wyznacza się wartość naprężenia normalnego w przekroju w momencie wystąpienia nieodwracalnej deformacji. Przy użyciu tej samej metody w doświadczeniach ze skręcaniem próbek rurowych wyznacza się granicę plastyczności na ścinanie. W przypadku większości materiałów wskaźnik ten jest określony wzorem σT=τs√3. W niektórych przypadkach ciągłe wydłużenie próbki cylindrycznej na wykresie naprężenia normalnego w funkcji wydłużenia skutkuje odkryciem tzw. zęba plastyczności, czyli gwałtownego spadku naprężenia przed wystąpieniem odkształcenia plastycznego.
Ponadto dalszy wzrost takich zniekształceń do określonej wartości następuje przy stałym napięciu, co nazywa się fizycznym FET. Jeżeli obszar plastyczności (przekrój poziomy wykresu) ma duży zasięg, to taki materiał nazywamy idealnie plastycznym. Jeśli diagram nie ma platformy, próbki nazywane są utwardzaniem. W takim przypadku niemożliwe jest dokładne określenie wartości, przy której nastąpi odkształcenie plastyczne.
Jaka jest warunkowa granica plastyczności?
Zastanówmy się, czym jest ten parametr. W przypadkach, w których wykres naprężeń nie ma wyraźnych obszarów, wymagane jest określenie warunkowego FET. Jest to więc wartość naprężenia, przy której względne odkształcenie szczątkowe wynosi 0,2 procent. Aby obliczyć ją na wykresie naprężeń wzdłuż osi definicji ε, należy odłożyć na bok wartość równą 0, 2. Z tego punktu wykreśla się linię prostą, równoległą do początkowego przekroju. W efekcie punkt przecięcia prostej z linią wykresu wyznacza wartość warunkowej granicy plastyczności dla danego materiału. Ten parametr jest również nazywany technicznym PT. Dodatkowo rozróżnia się warunkowe granice plastyczności przy skręcaniu i zginaniu.
Przepływ topnienia
Ten parametr określa zdolność stopionych metali do wypełniania liniowych kształtów. Płynność stopu dla stopów metali i metali ma w przemyśle metalurgicznym swoje określenie - płynność. W rzeczywistości jest to odwrotność lepkości dynamicznej. Międzynarodowy układ jednostek (SI) wyraża płynność płynu w Pa-1c-1.
Tymczasowa wytrzymałość na rozciąganie
Przyjrzyjmy się, jak określa się tę cechę właściwości mechanicznych. Siła to zdolność materiału, w pewnych granicach i warunkach, do postrzegania różnych wpływów bez zapadania się. Właściwości mechaniczne są zwykle określane za pomocą wykresów naprężeń warunkowych. Do testowania, standardpróbki. Przyrządy testowe są wyposażone w urządzenie rejestrujące schemat. Zwiększenie obciążeń ponad normę powoduje znaczne odkształcenia plastyczne produktu. Granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie odpowiadają największemu obciążeniu poprzedzającemu całkowite zniszczenie próbki. W materiałach ciągliwych odkształcenie koncentruje się w jednym obszarze, gdzie pojawia się lokalne zwężenie przekroju. Nazywany jest również szyją. W wyniku rozwoju wielokrotnych poślizgów w materiale powstaje duże zagęszczenie dyslokacji, a także powstają tzw. nieciągłości zarodkowania. W wyniku ich powiększenia w próbce pojawiają się pory. Łącząc się ze sobą tworzą pęknięcia, które rozchodzą się w kierunku poprzecznym do osi rozciągania. A w krytycznym momencie próbka zostaje całkowicie zniszczona.
Co to jest PT prętów zbrojeniowych?
Te produkty stanowią integralną część betonu zbrojonego, przeznaczoną z reguły do wytrzymywania sił rozciągających. Zwykle stosuje się zbrojenie stalowe, ale są wyjątki. Produkty te muszą współpracować z masą betonu na wszystkich bez wyjątku etapach obciążania tej konstrukcji oraz mieć właściwości plastyczne i trwałe. A także spełniają wszystkie warunki uprzemysłowienia tego rodzaju pracy. Właściwości mechaniczne stali użytej do produkcji okuć określają odpowiednie warunki GOST i warunki techniczne. GOST 5781-61 przewiduje cztery klasy tych produktów. Pierwsze trzy przeznaczone są do konstrukcji konwencjonalnych, a także do prętów nienaprężonych naobciążone systemy. Granica plastyczności zbrojenia, w zależności od klasy produktu, może osiągnąć 6000 kg/cm2. Tak więc dla pierwszej klasy ten parametr wynosi około 500 kg/cm2, dla drugiej - 3000 kg/cm2, dla trzeciej 4000 kg/cm 2, podczas gdy czwarty ma 6000 kg/cm2.
Granica plastyczności stali
Dla produktów długich w podstawowej wersji GOST 1050-88, podane są następujące wartości PT: klasa 20 - 25 kgf/mm2, klasa 30 - 30 kgf/mm 2, marka 45 - 36 kgf/mm2. Jednak dla tych samych stali, wyprodukowanych po uprzednim uzgodnieniu między konsumentem a producentem, granice plastyczności mogą mieć różne wartości (ten sam GOST). Tak więc stal gatunku 30 będzie miała PT w ilości od 30 do 41 kgf/mm2, a gatunek 45 będzie w zakresie 38-50 kgf/mm 2.
Wniosek
Przy projektowaniu różnych konstrukcji stalowych (budynki, mosty itp.) granica plastyczności jest wykorzystywana jako wskaźnik normy wytrzymałości przy obliczaniu wartości dopuszczalnych obciążeń według określonego współczynnika bezpieczeństwa. Natomiast w przypadku zbiorników ciśnieniowych wartość dopuszczalnego obciążenia oblicza się na podstawie PT, a także wytrzymałości na rozciąganie, z uwzględnieniem specyfikacji warunków pracy.
