همه چیز در مورد استحکام کششی فولاد

آیا اطلاعات کافی درباره استحکام کششی فولاد ندارید و می‌خواهید بیشتر با این مواد و متریال‌ ها آشنا شوید؟ توجه به این ویژگی می‌تواند شما را در صنایع مختلف به فردی موفق تبدیل کند. با توجه به کاربرد گسترده این نوع متریال، خوب است که در مورد استحکام کششی آن اطلاعات زیادی به دست آوریم. به‌ ویژه در مورد فولاد spk که به دلیل خواص مکانیکی برجسته‌اش در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود، کسب اطلاعات بیشتر بسیار مفید خواهد بود.

استحکام کششی فولاد

همان طور که می دانید فولاد یکی از متریال های پر کاربرد در صنایع مختلف می باشد. برای ساخت انواع سیم، لوله ها، مخازن و دیگ های بخار از این مواد استفاده می شود. برای ارزیابی مقاومت و استحکام این ماده باید به فاکتور های زیادی توجه داشت. استحکام کششی و استحکام تسلیم دو نمونه بسیار مهم از این فاکتور ها می باشند. نمونه هایی از این مواد که حاوی کروم و وانادیوم هستند، مقدار استحکام کششی و تسلیمی یکسانی دارند. دقت داشته باشید که نوع کششی استحکام در این مواد، با کرنش رابطه مستقیمی داشته و با دما رابطه عکس دارد.

استحکام کششی

استحکام کششی چیست؟

استحکام کششی فولاد به‌ طور کلی در انواع مختلفی دسته‌ بندی می‌شود. منظور از این نوع استحکام، حداکثر نیرویی است که فلز می‌تواند بدون شکستن تحمل کند. وقتی این نیرو از نقطه تسلیم عبور کند، تغییر شکل دائمی در فلز رخ می‌دهد و دیگر امکان بازگشت به حالت اولیه وجود ندارد.

واحد اندازه‌ گیری این استحکام، نیرو بر واحد سطح است که با واحد های پاسکال یا نیوتون بر متر مربع سنجیده می‌شود. این استحکام به سه دسته تسلیم، شکست و نهایی تقسیم می‌شود. به‌ ویژه در فولاد هایی مانند فولاد mo40، این ویژگی به‌ عنوان یکی از عوامل کلیدی برای ارزیابی عملکرد مکانیکی مواد استفاده می‌شود.

• استحکام کششی تسلیمی فولاد

این نوع استحکام کششی، در حقیقت استحکامی است که فولاد بدون تغییر شکل دائمی تحمل می کند. حداکثر باری که قابل اعمال کردن بر روی فولاد می باشد را از این طریق می توان مشخص کرد. در این شرایط فشاری به فلز وارد می شود که باعث تغییر شکل آن شده اما این تغییر قابل بازگشت است.

• استحکام کششی شکست فولاد

در این نوع استحکام میزان نیرویی مشخص می شود که نقطه شکست منحنی تنش کرنش را نشان می دهد. این استحکام در فولاد بسیار مهم بوده و توان شکست ماده در اثر قرار گرفتن در تنش کششی را نشان می دهد.

• استحکام کششی نهایی فولاد

این نوع استحکام در واقع بیش ترین تنشی را نشان می دهد فولاد می تواند آن را تحمل کند. این مقدار در حقیقت بیش ترین مقدار کشش، فشار و تنش برشی را در فولاد نشان می دهد.

تست کشش چیست؟

برای مشخص کردن استحکام کششی فولاد، تست‌ های مختلفی طراحی شده‌اند. این روش‌ ها از اساسی‌ترین تست‌ های مکانیکی هستند که بر روی فولاد انجام می‌شوند. این آزمایش در دستگاه تست جهانی UTM که یک دستگاه استاندارد است، صورت می‌گیرد. فولاد مورد نظر با استفاده از دو گیره ثابت نگه داشته می‌شود، با این تفاوت که یک طرف آن ثابت است و سمت دیگر به چرخش درمی‌آید تا زمانی که نمونه شکسته شود.

از این تست می‌توان اطلاعات زیادی درباره کشش تا پارگی به دست آورد. علاوه بر این، آزمون استحکام کششی، منحنی مفیدی از ویژگی‌ های فولاد ارائه می‌دهد و می‌تواند نقش مهمی در درک انواع استاندارد های فولاد و نحوه نامگذاری آن‌ ها ایفا کند.

تست کشش فولاد

کرنش چیست؟

در بررسی استحکام کششی فولاد شاید واژه کرنش را شنیده اما با آن آشنایی نداشته باشید. این واژه به تنشی اطلاق می شود که در اثر وارد کردن نیرو به فولاد ایجاد می شود. این تنش با تغییر شکل فولاد در جهت نیروی اعمال شده به آن به وجود می آید.

استحکام کششی روی محور منحنی تنش کرنش

معمولا استحکام کششی فولاد را بر روی این منحنی به نمایش می گذارند. این منحنی یک نمودار است که شامل چهار بخش مختلف حد تسلیم، سختی، گردنی شدن و محدوده الاستیک می شود.

• حد تسلیم

این نقطه مربوط به زمانی است که فولاد از محدوده الاستیک خارج می شود. در این مرحله تغییر شکل دائمی رخ داده و فولاد دیگر به حالت اولیه خود باز نمی گردد.

• سختی

این محدوده مربوط به زمانی می شود که تنش کششی از حد تسلیم نیز بیش تر می شود. در این حالت ساختار کریستالی ماده عوض شده و سخت تر می شود.

• محدوده الاستیک

در این مرحله فولاد حالت فنری به خود گرفته و تغییر شکل ایجاد شده قابل بازگشت است.

• گردنی شدن

قبل از رسیدن فولاد به این حالت در سخت ترین شکل ممکن قرار داشته و به محض رسیدن به این مرحله بسیار ضعیف می شود. در این مرحله سطح مقطع فولاد شروع به کاهش کرده و احتمال شکست افزایش می یابد.

استحکام کششی نهایی فولاد

شاید هنگام بررسی استحکام کششی فولاد بخواهید با این فاکتور بیشتر آشنا شوید. این نقطه در واقع حداکثر میزان تنشی است که فولاد قبل از شکست تحمل می‌کند. این ویژگی نشان‌ دهنده حداکثر باری است که فولاد می‌تواند تحمل کند. به‌عنوان مثال، فولاد vcn150 به دلیل خواص مکانیکی خاص خود، در برابر تنش‌ های بالا عملکرد خوبی دارد. این فاکتور به‌ طور دقیق نقطه‌ای است که در آن کرنش سختی از ناحیه گردنی شدن عبور می‌کند.

اهمیت استحکام کششی فولاد

بالا بودن مقدار این استحکام در فولاد سبب بیش تر شدن کیفیت و مقاومت آن می شود. این فاکتور در حقیقت همان تعیین حد شکست بوده که اگر در کاربرد فولاد مورد توجه قرار نگیرد، خسارت های مالی و جانی زیادی را به دنبال خواهد داشت.

با استفاده از این فاکتور می توان میزان کیفیت و کارآیی فولاد را مشخص کرد. این ویژگی که بر اساس پوند بر اینچ مربع اندازه گیری می شود، میزان افزایش طول نسبی و انعطاف پذیر یا شکننده بودن فولاد را نشان می دهد.

کاربرد استحکام کششی

با توجه به میزان این استحکام کاربرد فولاد مشخص می شود. معمولا از نمونه های با استحکام کششی بالای این مواد در صنعت خودروسازی استفاده می کنند. همچنین در صنعت ساختمان سازی نیز برای ساخت سازه های مستحکم از این نوع فولاد ها استفاده می شود.

این نمونه از فولاد ها در برابر تنش ها تحمل فشار و کشش بالایی داشته و می توانند در ساخت انواع سازه های فلزی و یا بتنی مورد استفاده قرار می گیرند. این ویژگی یک فاکتور بسیار مهم در انتخاب فولاد بوده که بر اساس آن نوع کاربرد های این ماده مشخص می شود.

عوامل تاثیر گذار روی استحکام کششی

عوامل متعددی بر استحکام کششی فولاد تأثیر می‌گذارند:

• ترکیب شیمیایی: عناصر موجود در فولاد مانند کربن و منگنز تأثیر زیادی بر استحکام کششی دارند. به‌عنوان مثال، فولاد st52 با ترکیب شیمیایی خاص خود از استحکام بالایی برخوردار است.
• ساختار میکروسکوپی: اندازه و توزیع دانه‌ ها در ساختار فولاد تأثیر گذار است. دانه‌ های ریزتر معمولاً استحکام بیشتری را به همراه دارند.
• فرآیند تولید: روش‌ های تولید مانند نورد گرم یا سرد می‌توانند بر خواص استحکام کششی تأثیر بگذارند.
• عملیات حرارتی: فرایند هایی مانند آنیلینگ و سخت‌ سازی می‌توانند خواص مکانیکی فولاد را تغییر دهند.
• شرایط محیطی: دما و رطوبت نیز می‌توانند بر رفتار استحکام کششی فولاد تأثیر بگذارند.

در مجموع، درک این عوامل به انتخاب بهینه مواد در صنایع مختلف کمک می‌کند.

عوامل تاثیر گذار روی استحکام کششی

جمع بندی

استحکام کششی فولاد فاکتور مهمی است که در زمان انتخاب این محصول باید به آن توجه شود. این استحکام در سه نوع مختلف استحکام تسلیمی، شکست و نهایی تقسیم بندی می شود. هر چه این استحکام بیش تر باشد، مقاومت فولاد افزایش یافته و می تواند نیروی بیش تری را تحمل کند.

سوالات متداول همه چیز در مورد استحکام کششی فولاد

منظور از استحکاک کششی حقیقی چیست؟
این نوع استحکام تنش در یک ناحیه با ابعاد در حال کاهش نمونه فولادی در لحظه شکست می باشد.

برای ساخت لوازم آشپزخانه و تجهیزات پزشکی از کدام نوع فولاد استفاده می شود؟
در ساخت این قطعات از فولاد با استحکام کششی ۱۲۰ تا ۲۰۰ MPa استفاده می شود.

برای ساخت هواپیما و فضا پیما از کدام نوع فولاد استفاده می شود؟
برای ساخت این محصولات از آلومینیوم هایی با استحکام کششی ۷۰ تا ۷۰۰ Mpa استفاده می شود.