Cryfder Cynnyrch yn erbyn Cryfder Tynnol mewn Dur Di-staen: Pam Mae'r Ddau O Bwys o ran Dylunio

Beth Yw'r Gwahaniaeth rhwng Cryfder Cnwd a Chryfder Tynnol mewn Dur Di-staen?

Yn ystod prawf tynnol safonol, mae sbesimen dur gwrthstaen yn cael ei dynnu mewn llinell syth tra bod llwyth ac ehangiad yn cael eu cofnodi a'u trosi'n gromlin straen peirianneg. Yn y rhan llinell syth gyntaf o'r gromlin honno, mae'r straen a'r straen mewn cyfrannedd union (cyfraith Hooke) ac mae'r sbesimen yn dychwelyd i'w siâp gwreiddiol os caiff y llwyth ei dynnu - dyma'r rhanbarth elastig. Unwaith y bydd y gromlin yn plygu i ffwrdd o'r llinell syth honno, mae rhywfaint o'r dadffurfiad yn dod yn barhaol, ac mae'r deunydd wedi mynd i mewn i'r rhanbarth plastig. Y straen yn y cyfnod pontio hwnnw yw cryfder y cnwd.

Wrth i lwytho barhau â'r cynnyrch yn y gorffennol, mae straen peirianyddol yn parhau i godi oherwydd bod y gwaith materol yn caledu (yr un mecanwaith a gwmpesir yn erthygl dechnegol EETA ar gyfradd caledu gwaith) nes iddo gyrraedd brig - y cryfder tynnol, a elwir hefyd yn gryfder tynnol eithaf (UTS). Y tu hwnt i'r brig hwnnw, mae'r sbesimen yn dechrau gwddf yn lleol, mae'r llwyth y gall ei gynnal mewn gwirionedd yn gostwng er bod gwir straen yn y rhanbarth gwddf yn dal i ddringo, ac mae'r rhan yn torri. Yn fyr: cryfder cynnyrch yw ffin defnydd diogel, y gellir ei adennill; cryfder tynnol yw ffin goroesiad strwythurol.

Pam Mae Dur Di-staen yn Defnyddio'r Dull Gwrthbwyso 0.2% yn lle Pwynt Cynnyrch Gweladwy?

Mae dur carbon fel arfer yn dangos pwynt cynnyrch uchaf ac isaf - gostyngiad gweladwy yn y llwyth yn union ar y trawsnewid elastig - plastig - oherwydd atomau rhyngosodol yn pinio dadleoliadau yn fyr. Nid yw dur di-staen austenitig yn arddangos yr ymddygiad hwn yn yr un modd, ac mae ei gromlin heibio'r terfyn elastig yn plygu'n llyfn yn hytrach na chwythu'n sydyn. Er mwyn cael rhif cyson, y gellir ei atgynhyrchu at ddibenion dylunio a manyleb, mae ASTM A370 (y cyfeirir ato gan ASTM A240) yn gofyn am y dull gwrthbwyso 0.2% ar gyfer dur di-staen: diffinnir straen plastig parhaol o 0.2% fel y cychwyniad ymarferol o gynhyrchu, er bod rhywfaint o straen plastig cynharach, llai yn digwydd yn dechnegol cyn y pwynt hwnnw.

Mae'r confensiwn hwn yn bwysig o ran sut rydych chi'n darllen adroddiad prawf melin. Y "cryfder cynnyrch" sydd wedi'i argraffu ar 304 neu 316 MTR bob amser yw'r gwerth gwrthbwyso o 0.2% oni bai bod gwrthbwyso arall yn cael ei nodi'n benodol, a dim ond oherwydd bod pob un ohonynt yn defnyddio'r un diffiniad 0.2% y gellir ei gymharu'n uniongyrchol ar draws graddau, rhagbrofion a melinau.

Sut Mae Cnwd a Chryfder Tynnol yn Cymharu Ar Draws Teuluoedd Dur Di-staen?

Isafswm gwerthoedd fesul ASTM A240 ar gyfer plât/taflen yn y cyflwr anelio, a data technegol melin cyhoeddedig ar gyfer gwres - wedi'i drin 410. Mae priodweddau gwirioneddol yn amrywio yn ôl gwres, ffurf cynnyrch, a thrwch; gwirio yn erbyn yr adroddiad prawf melin penodol (MTR) cyn ei ddefnyddio wrth ddylunio neu gaffael.

Pam Mae'r Gymhareb Cynnyrch i-Tynnol yn Ddangosydd Dyluniad Gwell Na Naill ai Rhif yn Unig?

Gall dau ddeunydd fod â'r un cryfder tynnol ac ymddwyn yn hollol wahanol mewn gwasanaeth os yw eu cryfderau cnwd yn wahanol. Mae cymhareb Y / T isel yn golygu rhanbarth plastig mawr: mae'r deunydd yn amlwg yn ymestyn, yn ailddosbarthu straen lleol, ac yn rhoi rhybudd cyn iddo fethu yn y pen draw, sef un rheswm mae dur di-staen austenitig annealed yn perfformio'n dda mewn cymwysiadau lle mae digwyddiadau gorlwytho, gweithgaredd seismig, neu lwytho effaith yn bryder dylunio. Mae cymhareb Y/T uchel yn golygu bod y deunydd yn cario mwy o'i gryfder yn agos at yr wyneb - yn ddefnyddiol ar gyfer gwneud y mwyaf o gapasiti cludo fesul uned o bwysau neu drawsdoriad, ond gyda llai wedi'i adeiladu-mewn cronfa hydwyth os yw'r rhan byth yn cael ei gwthio y tu hwnt i'w bwynt cynhyrchu.

Dyma'n union pam mae deublyg 2205 wedi'i nodi ar gyfer cymwysiadau pwysau sy'n sensitif neu'n uchel (llwyfanau alltraeth, pibellau dihalwyno) lle mae ei gryfder cynnyrch uwch yn caniatáu adrannau wal teneuach ar gyfer yr un pwysau dylunio, tra bod graddau austenitig safonol yn parhau i fod y dewis rhagosodedig ar gyfer gwneuthuriad cyffredinol lle mae hydwythedd, weldadwyedd, a thrwch adran ymyl diogelwch eang yn bwysicach na lleiafswm o drwch.

Sut Mae Codau Dylunio Fel ASME ac ASTM Mewn Gwirioneddol yn Defnyddio Yield vs Cryfder Tynnol?

Mae ASME Adran VIII (llestri gwasgedd) ac ASME B31.3 (pibellau proses) yn adeiladu eu tablau straen caniataol o'r un rhesymeg sylfaenol: mae cryfder tynnol yn rheoli ffactor diogelwch yn erbyn rhwyg, ac mae cryfder cynnyrch yn rheoli ffactor diogelwch yn erbyn dadffurfiad parhaol annerbyniol. Ar gyfer y rhan fwyaf o ddur carbon a dur aloi isel, mae straen caniataol wedi'i gapio bron i ddwy ran o dair o gryfder y cnwd. Mae dur di-staen austenitig ac aloion nicel tebyg yn cael eu trin yn wahanol oherwydd bod eu hymddygiad straen mor hydwyth: Mae Atodiad Gorfodol ASME ar sefydlu gwerthoedd straen yn Adran II yn caniatáu'n benodol straen caniataol uwch - hyd at 90% o gryfder cynnyrch ar dymheredd - ar gyfer y deunyddiau hyn, cyn belled nad yw'r llwyth sy'n deillio o hyn yn broblem anffurfiad o dan ddyluniad ei hun yn broblem anffurfiad o dan y dyluniad ei hun.

Yn ymarferol, mae hyn yn golygu y gellir dylunio cydran gwasgedd 304 neu 316 yn aml i ffracsiwn uwch o'i chryfder cynnyrch nag y byddai cydran dur carbon cyfatebol, gan wrthbwyso'n rhannol gryfder cynnyrch absoliwt is dur gwrthstaen o'i gymharu â graddau martensitig wedi'u trin â dwplecs neu wres. Mae hefyd yn golygu nad yw'r gwerth straen caniataol sydd wedi'i argraffu mewn tabl cod ASME byth yn "gryfder cnwd" neu'n "gryfder tynnol" ar ei ben ei hun - mae'n gyfuniad wedi'i ddiffinio gan god o'r ddau, wedi'i hidlo trwy ffactor diogelwch sy'n amrywio yn ôl teulu materol.

A yw Gweithio Oer yn Newid y Berthynas Rhwng Cnwd a Chryfder Tynnol?

Fel erthygl fanwl ar gyfradd caledu gwaith dur di-staen austenitig, mae graddau fel 301 a 304 yn dangos gwerth uchel caledu (n{3}}), sy'n golygu bod straen llif yn dringo'n serth gyda straen plastig. Oherwydd bod cryfder cnwd yn cael ei fesur yn gynnar iawn yn y gromlin honno a chryfder tynnol yn cael ei fesur ar yr uchafbwynt, mae rhan gynnar, serth y gromlin yn codi cryfder cnwd yn gymesur yn fwy nag y mae'n codi'r cryfder tynnol uchel sydd eisoes yn -. Er enghraifft, gall annwyd gyrraedd cryfder cnwd sy'n agosáu at ei gryfder tynnol, sy'n golygu mai ychydig iawn o lwyth ychwanegol sydd ar gael rhwng "dechrau anffurfio" a "methu" - canlyniad uniongyrchol, ymarferol o'r un TRIP a dadleoliad-mecanweithiau caledu sy'n gwneud dur gwrthstaen yn gweithio'n gyntaf.{1} yn y lle cyntaf.

Dyma un o'r prif resymau am bennu stribedi di-staen tymherus (1/4 caled, 1/2 caled, caled llawn fesul ASTM A666) yn ôl tymer yn hytrach nag yn ôl gradd yn unig: mae'r priodweddau mecanyddol, ac yn benodol y berthynas rhwng y cynnyrch a'r tynnol, yn newid yn sylweddol o fewn un radd yn dibynnu ar faint o waith oer sydd eisoes wedi'i wneud cyn i'r rhan gael ei rhoi ar waith.

Pa Eiddo ddylai Yrru Dethol Deunydd ar gyfer Cais Penodedig?

Llestri gwasgedd, pibellau, a chydrannau strwythurol

Ar gyfer cydrannau o dan lwythi gwasanaeth parhaus neu gylchol - pibell, flanges, cregyn llong, cromfachau strwythurol - cryfder cynnyrch yw'r prif yrrwr dylunio oherwydd mae anffurfiad parhaol, waeth pa mor fach, yn cynrychioli methiant swyddogaethol hyd yn oed os nad yw'r rhan wedi rhwygo. Yna mae'r cod dylunio cymwys (ASME Adran VIII, ASME B31.3, neu gyfwerth) yn cymhwyso ei resymeg ffactor diogelwch ei hun, gan gyfeirio at gryfder tynnol fel gwiriad eilaidd yn erbyn rhwyg.

Effaith, gorlwytho, ac ynni-cymwysiadau amsugno

Ar gyfer cydrannau a all weld gorlwytho achlysurol, effaith, neu ddigwyddiadau seismig - mecanweithiau dal, rheiliau gwarchod, rhai cydrannau modurol a chludiant - mae'r ardal o dan y straen cyfan-cromlin straen hyd at doriad (cyfuniad o gryfder ac elongation) yn bwysicach na chryfder cnwd yn unig, oherwydd mae deunydd ag ymyl Y/T eang yn amsugno mwy o egni cyn iddo dorri i mewn i fwy o egni. Dyma lle mae -Y/T-cymhareb isel-gradd awstenitig aneliedig yn aml yn perfformio'n well na'r-cynnyrch uwch ond is-hydwythedd amgen, er bod ei rif cryfder cnwd yn edrych yn llai ar daflen ddata.

Caewyr a chysylltiadau wedi'u bolltio

Mae bolltio yn cymhwyso'r ddau eiddo mewn ffordd wahanol: mae llwyth prawf (sy'n gysylltiedig yn agos â chryfder cynnyrch) yn llywodraethu faint o raglwyth y gall clymwr ei ddal yn ddiogel heb ymestyn parhaol, tra bod cryfder tynnol, wedi'i brofi o dan ffactor diogelwch uwch fesul gofynion cod ASME ar gyfer deunydd bolltio, yn llywodraethu'r gallu yn y pen draw yn erbyn methiant clymwr. Mae dewis gradd a deunydd clymwr yn ôl cryfder tynnol yn unig, heb wirio cynhwysedd rhaglwytho sy'n seiliedig ar gynnyrch, yn gamgymeriad cyffredin yn y fanyleb.

Cwestiynau Cyffredin

C: A yw cryfder cynnyrch uwch bob amser yn well mewn dur di-staen?

A: Ddim yn awtomatig. Mae cryfder cynnyrch uwch yn caniatáu adran deneuach neu gydran ysgafnach ar gyfer yr un llwyth, ond fel arfer mae'n dod â chymhareb Y / T uwch a llai o ymyl hydwyth cyn torri asgwrn. Mae'r dewis cywir yn dibynnu ar p'un a yw'r cymhwysiad yn rhoi gwerth ar y cryfder mwyaf fesul pwysau uned (yn ffafrio graddau deublyg neu oer-gweithrededig) neu uchafswm wrth gefn hydwyth a maddeuant o dan orlwytho (ffafriol graddau austenitig aneliedig).

C: Pam mae gan 304 a 316 bron yr un cynnyrch a chryfder tynnol?

A: Mae'r ddau yn raddau austenitig gyda microstrwythur ciwbig wyneb tebyg ac ystodau tebyg o garbon a nitrogen, felly mae ASTM A240 yn gosod yr un priodweddau mecanyddol lleiaf ar gyfer y ddau yn y cyflwr anelio - 205 MPa (30 ksi) lleiafswm cynnyrch a 515 MPa (75 ksi) lleiafswm tynnol. Eu gwahaniaeth gwirioneddol yw ymwrthedd cyrydiad, wedi'i yrru gan y molybdenwm yn 316, nid cryfder sylfaenol.

C: Pam mae cryfder cynnyrch dwplecs 2205 gymaint yn uwch na 304, gyda llai o wahaniaeth mewn cryfder tynnol?

A: Mae microstrwythur ferrite ac aloi nitrogen tua 50/50 Duplex 2205 yn codi'r straen sydd ei angen i gychwyn dadffurfiad plastig yn sylweddol, sy'n ymddangos bron yn gyfan gwbl fel cryfder cynnyrch uwch. Mae cryfder tynnol, a gyrhaeddir ar ôl caledu a gwddf straen sylweddol yn unig, yn codi o swm cymharol llai, a dyna pam mae cymhareb Y/T 2205 (tua 0.73) yn llawer uwch na 304 (tua 0.40).

C: A yw cryfder cnwd neu gryfder tynnol yn pennu trwch wal pibell bwysau?

A: Nid yw - y cod dylunio llywodraethu ar ei ben ei hun (fel ASME B31.3) yn cyfrifo straen caniataol sef yr isaf o ffracsiwn o gryfder tynnol (wedi'i rannu â ffactor diogelwch 3.5) a ffracsiwn cryfder cnwd (dwy ran o dair fel arfer, neu hyd at 90% ar gyfer austenitics di-staen a throednodyn nicel). Yna caiff trwch wal ei faint i'r straen a ganiateir, nid i'r naill eiddo deunydd crai yn uniongyrchol.

C: A all triniaeth wres gynyddu cryfder cynnyrch 304 neu 316 o ddur di-staen fel y mae ar gyfer 410?

A: Na. 304 a 316 yn raddau austenitig a gryfhawyd gan waith oer yn unig, nid gan driniaeth wres - mae anelio yn eu meddalu yn hytrach na'u caledu. Mewn cyferbyniad, gall graddau martensitig fel 410 gael eu diffodd a'u tymheru i gyrraedd cryfderau cnwd a tynnol ymhell uwchlaw eu gwerthoedd anelio, a dyna pam y gall cymhareb Y/T 410 a chryfder absoliwt amrywio mor eang yn dibynnu ar y tymer.