Titano lydinių tempimo stiprumo ir takumo stiprumo analizė - Naujienos

Renkantistitano lydiniai, pirmiausia nustatykite leistiną įtempį pagal takumo ribą, tada patikrinkite atsparumą lūžiams ir atsparumą pažeidimams, naudodami tempimo stiprumą ir pailgėjimą; abu žingsniai yra būtini. Tempiamasis stipris reiškia didžiausią apkrovą, kurią medžiaga gali atlaikyti prieš plyšimą,-atspindi jos didžiausią apkrovos-laikomąją galią ir energijos-absorbcijos potencialą prieš gedimą.
Takumo stipris yra slenkstis, kurį viršijus deformacija tampa nuolatinė, -atspindi medžiagos gebėjimą išlaikyti savo formą ir matmenų tikslumą ir yra tikrasis leistino įtempio konstrukcijų projektavimo pagrindas.

1. Kas yra tempiamasis stipris (Rm / σb)?
Apibrėžimas: didžiausias įtempis, kurį medžiaga gali atlaikyti prieš lūžtant tempimo bandymo metu, matuojamas MPa. Tai rodo didžiausią medžiagos gebėjimą atlaikyti apkrovą.
Inžinerinė reikšmė:
Tempimo stipris atitinka didžiausią tašką įtempių{0}}įtempimo kreivėje. Pasibaigus šiam taškui, medžiaga pradeda lokaliai iškirpti, o efektyvi apkrovą{2}}laikanti sritis greitai mažėja, kol įvyksta lūžis.
Ji nustato komponento „galutinę saugos ribą“-net jei dėl vietinės perkrovos medžiaga atsiduoda, kol neviršijamas tempiamasis stipris, medžiaga išlaiko gebėjimą sugerti energiją per plastines deformacijas (tai yra veiksnys, lemiantis žalos-tolerancijos projektavimą aviacijos ir erdvėlaivių konstrukcijų komponentuose).
Titano lydinių pramonėje kainos pasiūlymuose ir techniniuose susitarimuose nurodyti stiprumo laipsniai, -pvz., Rm didesnis arba lygus 400 MPa 2 laipsnio (GR2) ir Rm didesnis arba lygus 895 MPa 5 laipsnio (GR5) (atkaitintos juostos)-konkrečiai nurodo šį parametrą.

II. Kas yra išeigos stiprumas (Rp0,2 / σs arba σ0,2)?
Apibrėžimas: įtempių lygis, kuriam esant medžiaga pradeda patirti reikšmingą plastinę deformaciją (negrįžtamą, nuolatinę deformaciją). Kadangi dauguma titano lydinių neturi ryškaus išeigos plokštumos, inžinerijos praktikoje kaip takumo riba paprastai naudojamas „plastiko išsiplėtimo atsparumas (Rp0,2)“-, apibrėžiamas kaip įtempis, sukeliantis 0,2 % nuolatinę plastinę deformaciją-.
Inžinerinė reikšmė:
Esant takumo ribai, dalis po apkrovos pašalinimo grįžta į pradinę formą (tampriosios deformacijos diapazonas); viršijus takumo ribą, dalis nuolat deformuojasi ir nebegrįžta į pradinę būseną.
Daugumos konstrukcinių komponentų takumo riba yra tikrasis projektavimo etalonas. Atliekant įtempių analizę, leistinas įtempis paprastai apskaičiuojamas takumo ribą padalijus iš saugos koeficiento (paprastai 1,15–1,5 aviacijos ir kosmoso komponentams ir 1,5 civiliniams slėginiams indams).
Pavyzdys: atkaitinto 5 klasės (Ti-6Al-4V) titano takumo riba yra maždaug 825 MPa, o jo tempiamasis stipris svyruoja nuo maždaug 895 iki 1030 MPa. Jei savo projektiniuose skaičiavimuose naudojate 895 MPa skaičių, ribinį stiprumą traktuojate kaip leistiną įtempį – tai yra kritinė klaida.
Dažnas painiavos taškas: titano lydiniai yra „didelio specifinio stiprumo“ medžiagos,-jų išeigos-stiprumo-ir-tankio santykis yra vienas didžiausių iš visų konstrukcinių metalų. Skaičiuojant svorį renkantis medžiagą, takumo riba yra vertė, kurią reikia naudoti skaitiklyje.

Veiksniai, turintys įtakos titano lydinių tempimui ir išeigos stiprumui
Remdamasis 15 metų patirtimi, pastebėjau, kad pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos šiems dviem rodikliams:

Lydinio sudėtis

Al, O, N ir C padidina stiprumą, bet sumažina plastiškumą;

V, Mo, Nb, Cr ir Fe stabilizuoja fazę ir įtakoja stiprinimą termiškai apdorojant;

H (vandenilis) linkęs sukelti vandenilio trapumą; nors tiesiogiai neatsispindi tempiamojo stiprio vertėse, tai kelia didelį pavojų.

Priemaišų elementai

Stiprumas labai jautrus deguonies kiekiui; didelis deguonies kiekis padidina stiprumą, bet sumažina plastiškumą ir kietumą;

Azotas ir anglis taip pat stiprina, tačiau per dideli kiekiai sukelia trapumą.

Mikrostruktūra

Lygiagreti mikrostruktūra: geras lankstumas ir santykinai geras nuovargis;

Sluoksninė mikrostruktūra: geras atsparumas plyšimui, bet šiek tiek mažesnis plastiškumas;

Bimodalinė (dvipusė) mikrostruktūra: geras bendras veikimas;

-Fazės dalis, -fazės dydis ir kristalografinė tekstūra turi įtakos išeigai ir tempimo stiprumui.

Terminis apdorojimas

Atkaitinimas: vidutinio stiprumo ir geras plastiškumas;

Tirpalo apdorojimas ir senėjimas: nusodina smulkią -fazę, žymiai padidindama išeigą ir tempimo stiprumą;

-atkaitinimas: geras tvirtumas, nors stiprumas gali sumažėti;

Atkaitinimas nuo įtampos-: turi įtakos liekamajam įtempimui ir matmenų stabilumui.

Apdorojimo technologija

Srauto linijų kalimas, riedėjimo kryptis ir tekstūra sukelia anizotropiją;

Savybės skiriasi išilgine, skersine ir storio kryptimis;

Grūdinimas šaltu būdu padidina stiprumą, bet sumažina plastiškumą.

Temperatūra

Kylant temperatūrai mažėja tempimo ir takumo stipris;

Ilgalaikė -titano lydinių eksploatavimo temperatūra paprastai yra ribota (pvz., GR5 paprastai ribojamas iki žemesnės nei 350 laipsnių, kai naudojamas ilgalaikis{5}});

Stiprumas didėja esant žemai temperatūrai, tačiau gali sumažėti plastiškumas ir kietumas.

Mėginiai ir bandymai

Ekstenzometro naudojimas daro didelę įtaką takumo stiprumo matavimams;

Mėginio išlygiavimas (koaksialumas), paviršiaus šiurkštumas, deformacijų greitis ir mėginių ėmimo vieta turi įtakos rezultatams;

Titano lydiniai neturi ryškaus takumo taško; matuojant Rp0,2 be ekstenzometro gaunami labai netikslūs rezultatai.

10mm Titanium Rods best 6242 Titanium Rods manufacturers