|
TEZKOR JAVOB
Chidamlilik kuchi zanglamaydigan po'latdan yasalgan qism doimiy ravishda deformatsiyalana boshlagan stressni belgilaydi; valentlik kuchi sinishidan oldin ko'tara oladigan maksimal stressni belgilaydi. Dizayn kodlari xavfsiz ishlash chegarasini o'rnatish uchun oquvchanlik kuchidan va yakuniy nosozlik chegarasini belgilash uchun - kuchlanish kuchidan foydalanadi, chunki ular ikki xil savolga javob beradi.
Tavlangan 304 va 316 ASTM A240 boʻyicha minimal oqish quvvati taxminan 205 MPa (30 ksi) va minimal tortishish kuchi taxminan 515 MPa (75 ksi) ni tashkil qiladi, bu esa -choʻzilish va choʻzilish (Y/T)ning 0.40 - bentarlarga yaqin nisbatini beradi.
Duplex 2205 oqish quvvatini deyarli uch baravar oshiradi (minimal 450 MPa / 65 ksi), shu bilan birga faqat valentlik kuchini taxminan 620 MPa (90 ksi) ga oshiradi va Y/T nisbatini taxminan 0.73 - xom quvvatga oshiradi, lekin sinishdan oldin plastik chegarani torroq qiladi.
Zanglamaydigan po'latdan keskin chiqish nuqtasi yo'qligi sababli, ASTM ham, ASME ham cho'zilish egri chizig'ida vizual ravishda aniqlanadigan tizzadan ko'ra, 0,2% ofset (isbot stress) usulidan foydalangan holda oqish kuchini aniqlaydi.
ASME II bo'limi D bo'limi ruxsat etilgan kuchlanishni 3,5 yoki -oqimlik kuchining uchdan ikki qismiga - bo'lingan past kuchlanish sifatida belgilaydi, ammo ostenitik zanglamaydigan po'latlar va nikel qotishmalari rentabellikning 90% gacha maxsus izohga ega bo'ladilar, chunki ularning past Y/T nisbati qo'shimcha xavfsiz bo'lishi va qo'shimcha xavfsiz foydalanish imkonini beradi. |
Zanglamaydigan po'latdan hosildorlik va tortishish kuchi o'rtasidagi farq nima?
|
Chidamlilik kuchi - materialning elastik (to'liq tiklanadigan) deformatsiyadan plastik (doimiy) deformatsiyaga o'tishidagi kuchlanish; valentlik kuchi - bu materialning yiqilib, sinishidan oldin erishadigan maksimal kuchlanish. Chidamlilik kuchi zanglamaydigan qism qachon egila boshlaganini va egilib qolishini aytadi; valentlik kuchi uning uzilishidan oldin ko'tara oladigan mutlaq yukni bildiradi - va xavfsiz dizayn uchun bitta emas, ikkala raqam ham kerak. |
Standart valentlik sinovi paytida zanglamaydigan po'latdan yasalgan namuna to'g'ri chiziq bo'ylab tortiladi, yuk va cho'zilish qayd qilinadi va muhandislik kuchlanish egri chizig'iga- aylanadi. Ushbu egri chiziqning birinchi,{2}}to'g'ri chiziq qismida kuchlanish va deformatsiya to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir (Guk qonuni) va agar yuk olib tashlansa, namuna asl shakliga qaytadi - bu elastik mintaqa. Egri chiziq o'sha to'g'ri chiziqdan uzoqlashgandan so'ng, deformatsiyaning bir qismi doimiy bo'lib qoladi va material plastik hududga kiradi. Ushbu o'tishdagi stress - bu oqish kuchi.
Yuklash o'tgan hosildorlikdan keyin davom etar ekan, muhandislik stressi ortib boraveradi, chunki material ishi -qattiqlashadi (EETA ning ishning qattiqlashuv tezligi haqidagi texnik maqolasida keltirilgan bir xil mexanizm) cho'qqisiga - etgunga qadar, shuningdek, yakuniy tortishish kuchi (UTS) deb ham ataladi. Ushbu cho'qqidan tashqari, namuna mahalliy ravishda bo'yin egishni boshlaydi, bo'yin mintaqasida haqiqiy stress ko'tarilishda davom etsa ham, uning ko'tara oladigan yuki pasayadi va uning qismi sinadi. Muxtasar qilib aytganda: rentabellik - bu xavfsiz, qayta tiklanadigan foydalanish chegarasi; kuchlanish kuchi strukturaning omon qolish chegarasidir.
Nima uchun zanglamaydigan po'latdan ko'rinadigan rentabellik nuqtasi o'rniga 0,2% ofset usuli qo'llaniladi?
|
Ostenitik zanglamaydigan po'lat o'tkir, ko'zga ko'rinadigan darajada ko'rinadigan darajada ko'rinmaydi, chunki past{0}}karbonli po'lat - kuchlanish egri chizig'i FCC kristalli tuzilishi va yuqori ish-qattiqlashuv tezligi - tufayli asta-sekin egiladi, shuning uchun ASTM va ASME o'rniga kuchlanishga chidamlilik konstruksiyasini aniqlaydi: 02%. elastik nishabga parallel chiziq, 0,2% deformatsiya bilan ofset va haqiqiy egri chiziqni kesib o'tgan joyda kuchlanishni o'qing. |
Uglerodli po'lat odatda dislokatsiyalarni qisqa tutashtiruvchi interstitsial atomlar tufayli elastik{1}}plastik o'tish -da yukning ko'zga ko'rinadigan pasayishini - yuqori va pastki rentabellik nuqtasini ko'rsatadi. Ostenitik zanglamaydigan po'latdan bunday xatti-harakat bir xil tarzda namoyon bo'lmaydi va uning egri chizig'i elastik chegaradan oshib, keskin burilishga emas, balki silliq egiladi. Dizayn va spetsifikatsiya maqsadlari uchun izchil, takrorlanadigan raqamni olish uchun ASTM A370 (ASTM A240 tomonidan havola qilingan) zanglamaydigan po'lat uchun 0,2% ofset usulini talab qiladi: 0,2% doimiy plastik shtamm, undan biroz oldinroq, kichikroq miqdordagi plastik kuchlanish texnik nuqtadan oldin paydo bo'lishiga qaramay, hosilning amaliy boshlanishi sifatida belgilanadi.
Ushbu konventsiya tegirmon sinovi hisobotini qanday o'qiganingiz uchun muhimdir. 304 yoki 316 MTR da chop etilgan "oqimdorlik kuchi" har doim 0,2% ofset qiymati bo'ladi, agar boshqa ofset aniq ko'rsatilmagan bo'lsa va uni navlar, isitish va tegirmonlar bo'yicha to'g'ridan-to'g'ri solishtirish mumkin, chunki ularning har biri bir xil 0,2% ta'rifdan foydalanadi.
Zanglamaydigan po'latdan yasalgan oilalarda hosildorlik va tortishish kuchi qanday taqqoslanadi?
|
Ostenitik navlar (304, 316) eng past rentabellikga ega, lekin qulay tortishish kuchi va ikkalasi orasidagi keng bo'shliqqa ega; duplex 2205 valentlik kuchida ancha kichikroq nisbiy daromad bilan ostenitik navlarning oqish quvvatini taxminan ikki yoki uch baravar oshiradi; martensitik 410 tavlangan holatda ostenitikga o'xshab boshlanadi, lekin issiqlik bilan ishlov berish{4}}hosil bo'lish va cho'zilish qiymatlarini faqat sovuq ish bilan mustahkamlash mumkin bo'lgan har qanday sinfdan ancha yuqori bo'lishi mumkin. |
|||||
|
Baho |
Oila |
Min. Hosildorlik (0,2% ofset) |
Min. Mustahkamlik chegarasi |
Min. Cho'zilish |
Taxminan Y/T nisbati |
|
304 (tavlangan) |
Ostenitik |
205 MPa (30 ksi) |
515 MPa (75 ksi) |
40% |
~0.40 |
|
316 (tavlangan) |
Ostenitik |
205 MPa (30 ksi) |
515 MPa (75 ksi) |
40% |
~0.40 |
|
316L (tavlangan) |
Ostenitik (past-uglerod) |
170 MPa (25 ksi) |
485 MPa (70 ksi) |
40% |
~0.35 |
|
2205 (tavlangan) |
Ikki tomonlama |
450 MPa (65 ksi) |
620 MPa (90 ksi) |
25% |
~0.73 |
|
410 (tavlangan) |
Martensit |
205 MPa (30 ksi) |
450 MPa (65 ksi) |
20% |
~0.46 |
|
410 (sovutilgan va qattiqlashtirilgan) |
Martensit (issiqlik bilan ishlov berilgan-) |
Jahl bilan sezilarli darajada ko'tariladi |
760 – 1515 MPa (110 – 220 ksi), haroratga-bog'liq |
Kuch kuchaygan sari tushadi |
Yuqori - odatda 0.7+ |
Tavlangan holatda plastinka/varaq uchun ASTM A240 boʻyicha minimal qiymatlar va issiqlik bilan ishlov berilgan-410 uchun chop etilgan tegirmon texnik maʼlumotlari. Haqiqiy xususiyatlar issiqlik, mahsulot shakli va qalinligi boʻyicha farqlanadi; dizayn yoki xarid qilishda foydalanishdan oldin maxsus tegirmon sinov hisoboti (MTR) bilan tekshiring.
Nima uchun rentabellik-cho‘zilish nisbati-yakka raqamga qaraganda yaxshiroq dizayn ko‘rsatkichi?
|
Chiqilishning--cho‘zilish (Y/T) nisbati - cho‘zilish kuchi - ga bo‘lingan cho‘zilish kuchi materialning deformatsiyalana boshlagan nuqtasi va uning parchalanish nuqtasi o‘rtasida qancha zahira mustahkamligi va egiluvchanligini o‘lchaydi; Y/T nisbatining pastligi (masalan, tavlangan 304 ning ~ 0,40) materialning ishdan chiqishidan oldin jiddiy ogohlantirish va marjani berishini anglatadi, yuqori Y/T nisbati (masalan, dupleks 2205 ning ~ 0,73) bu zaxiraning ko'p qismi allaqachon foydalanish mumkin bo'lgan quvvatga aylantirilganligini bildiradi, bu esa torroq -, lekin ko'pincha hali ham mos bo'lmagan darajada qoladi. |
Ikkita material bir xil kuchlanish kuchiga ega bo'lishi mumkin va agar ularning rentabellik kuchlari farq qilsa, xizmatda butunlay boshqacha harakat qilishi mumkin. Past Y/T nisbati katta plastik hududni anglatadi: material sezilarli darajada cho'ziladi, mahalliy stressni qayta taqsimlaydi va oxir-oqibat ishlamay qolishidan oldin ogohlantiradi, buning sabablaridan biri tavlangan ostenitik zanglamaydigan po'latning haddan tashqari yuklanish hodisalari, seysmik faollik yoki zarba yuki dizayn muammosi bo'lgan ilovalarda yaxshi ishlashidir. Yuqori Y/T nisbati materialning koʻproq kuchini sirtga yaqinroq tashishini bildiradi - ogʻirlik yoki kesma birligi uchun yuk koʻtarish qobiliyatini-maksimallashtirish uchun foydalidir, lekin agar qism oʻzining chiqish nuqtasidan tashqariga surilgan boʻlsa, egiluvchan zaxirada kamroq qurilgan-boʻladi.
Aynan shuning uchun dupleks 2205 og'irlik{1}}sezgir yoki yuqori-bosimli ilovalar (dengiz platformalari, tuzsizlantirish quvurlari) uchun mo'ljallangan, bunda uning yuqori oqish quvvati bir xil dizayn bosimi uchun devorning ingichka qismlarini olish imkonini beradi, standart ostenitik navlar esa umumiy ishlab chiqarish uchun standart tanlov bo'lib qoladi, bunda biz marjinallik, qalinlik muhimligi va qalinligini minimallashtiramiz.
ASME va ASTM kabi dizayn kodlari aslida rentabellik va tortishish kuchidan qanday foydalanadi?
|
ASME II bo'limi, D qismi ko'pgina materiallar uchun ruxsat etilgan dizayn stressini belgilaydi, chunki 3,5 xavfsizlik faktoriga yoki -oqimlik kuchining uchdan ikki qismiga - bo'lingan, ammo ostenitik zanglamaydigan po'latlar va nikel qotishmalarida ruxsat etilgan kuchlanishning 90% gacha bo'lgan ruxsat etilgan kuchlanish, ularning yuqori quvvati va YT nisbati yuqori bo'lishi mumkin bo'lgan maxsus izoh mavjud. egiluvchanlik, agar kichik miqdordagi qo'shimcha deformatsiyalar dizaynda e'tiroz bildirmasa. |
ASME VIII bo'limi (bosimli idishlar) va ASME B31.3 (texnologik quvurlar) ikkalasi ham o'zlarining ruxsat etilgan kuchlanish jadvallarini bir xil asosiy mantiqdan tuzadilar: valentlik kuchi yorilishdan xavfsizlik omilini boshqaradi va oqim kuchi qabul qilib bo'lmaydigan doimiy deformatsiyaga qarshi xavfsizlik omilini boshqaradi. Ko'pgina uglerodli va past{2}}qotishma po'latlar uchun ruxsat etilgan kuchlanish oquvchanlikning uchdan ikki qismiga yaqin chegaralanadi. Ostenitik zanglamaydigan po'lat va shunga o'xshash nikel qotishmalari turlicha ishlov beriladi, chunki ularning kuchlanish-deformatsiyalari juda egiluvchan bo'ladi: ASMEning II bo'limdagi kuchlanish qiymatlarini belgilash bo'yicha majburiy ilovasi, ayniqsa, muqobil, yuqori ruxsat etilgan stressga - ruxsat beradi, chunki bu materiallar haroratda {{,8} uzoqroq bo'lgan haroratda oquvchanlik kuchining 90% gacha bo'ladi. ilova uchun o'zi muammo emas.
Amalda bu shuni anglatadiki, 304 yoki 316 bosimli komponentlar ko'pincha ekvivalent uglerodli po'lat komponentdan ko'ra oqish quvvatining yuqori qismiga mo'ljallangan bo'lishi mumkin, bu zanglamaydigan po'latning dupleks yoki issiqlik bilan ishlov berilgan martensitik navlari bilan solishtirganda past mutlaq oquvchanligini qisman qoplaydi. Bu, shuningdek, ASME kodlar jadvalida chop etilgan ruxsat etilgan kuchlanish qiymati hech qachon o'z-o'zidan "oqim kuchi" yoki "tortishish kuchi" emasligini anglatadi - bu ikkalasining kod bilan belgilangan kombinatsiyasi-, moddiy oilaga qarab farq qiluvchi xavfsizlik omili orqali filtrlanadi.
Sovuq ishlov berish hosildorlik va tortishish kuchi o'rtasidagi munosabatni o'zgartiradimi?
|
Ha - sovuq ishlov berish ostenitik zanglamaydigan po‘latning cho‘zilish kuchini oshirishdan ko‘ra tezroq oquvchanlikni oshiradi, bu esa Y/T nisbatini yuqoriga ko‘taradi, chunki material asta-sekin sovuqda tavlangandan chorak-qattiq, yarim-va to‘liq-to‘g‘ri siqilish temperaturasi o‘rtasida o‘raladi. ikkala raqam ham ortib borayotgan bo'lsa ham. |
Ostenitik zanglamaydigan po'latning qattiqlashuv tezligi haqida batafsil maqola sifatida, 301 va 304 kabi navlar yuqori deformatsiya{2}}qattiqlashtiruvchi ko'rsatkichga (n-qiymat) ega, ya'ni oqim kuchlanishi plastik kuchlanish bilan keskin ko'tariladi. Bu egri chiziqda cho‘zilish kuchi juda erta o‘lchanganligi va cho‘zilish kuchi cho‘qqisida o‘lchanganligi sababli, egri chiziqning erta, tik qismi oquvchanlik kuchini allaqachon yuqori -yuqori kuchlanish kuchini ko‘targanidan ko‘ra mutanosib ravishda oshiradi. Masalan, sovuq{7}}toʻliq{8}}oʻralgan qattiq 301 oʻzining choʻzilish kuchiga yaqinlashib qolgan oqish kuchiga yetishi mumkin, yaʼni “deformatsiyani boshlash” va “ishdan chiqish” oʻrtasida juda kam qoʻshimcha yuk mavjud boʻladi - bir xil TRIP va dislokatsiyaning bevosita amaliy natijasidir. joy.
Bu zanglamaydigan po'latdan yasalgan tasma (ASTM A666 bo'yicha 1/4 qattiq, 1/2 qattiq, to'liq qattiq) faqat navga qarab emas, balki haroratga ko'ra belgilanishining asosiy sababidir: mexanik xususiyatlar va ayniqsa, cho'zilish nisbati-va{6}}ishtirilishi, sovuq qismning ishga tushirilishidan oldin bir navda sezilarli darajada o'zgaradi.
Berilgan ariza uchun material tanlash qaysi mulkni boshqarishi kerak?
|
Har qanday doimiy deformatsiyaga yo‘l qo‘yib bo‘lmaydigan-bosimlarni ushlab turuvchi va konstruktiv komponentlar uchun asosiy tanlash omili sifatida oqish kuchidan foydalaning; ta'sir yoki ortiqcha yuk energiyasini sindirmasdan o'zlashtirishi kerak bo'lgan komponentlar uchun og'irlikning tortishish kuchi va umumiy cho'zilishi ko'proq; va hech bir raqamni alohida ko'rib chiqing - baho, jirkanch va amaldagi dizayn kodiga mos kelmaydi. |
Bosimli idishlar, quvurlar va strukturaviy qismlar
Uzluksiz yoki davriy xizmat ko'rsatish yuklari ostida bo'lgan komponentlar uchun - quvur, gardishlar, idish qobiqlari, konstruktiv qavslar - oqish kuchi asosiy dizayn omili hisoblanadi, chunki doimiy deformatsiya, qanchalik kichik bo'lsa ham, qism yorilib ketmagan bo'lsa ham, funktsional nosozlikni anglatadi. Amaldagi dizayn kodi (ASME VIII bo'limi, ASME B31.3 yoki ekvivalenti) keyin o'zining xavfsizlik omili mantig'ini qo'llaydi, bu esa uzilishga qarshi ikkinchi darajali tekshirish sifatida kuchlanish kuchini ko'rsatadi.
Ta'sir, ortiqcha yuk va energiya-yutuvchi ilovalar
Vaqti-vaqti bilan haddan tashqari yuk, zarba yoki seysmik hodisalarni ko'rishi mumkin bo'lgan komponentlar uchun - ushlab turish mexanizmlari, to'siqlar, avtomobil va transport vositalarining ayrim qismlari - butun kuchlanish egri chizig'i-yorilishgacha bo'lgan maydon (kuch va cho'zilish kombinatsiyasi) faqat oquvchanlik kuchidan ko'ra muhimroqdir, chunki keng chegaraga ega bo'lgan material Y/T ko'proq energiyani yutadi. Bu yerda past{4}}Y/T-nisbati bilan tavlangan ostenitik nav ko‘pincha yuqoriroq{6}}hosildorlik, lekin past{7}}egiluvchanlik muqobilidan ustun turadi, garchi uning oquvchanlik darajasi ma’lumotlar varag‘ida kichikroq ko‘rinsa ham.
Mahkamlagichlar va murvatli ulanishlar
Bolting ikkala xususiyatni boshqacha tarzda qo'llaydi: mahkamlash yuki (oqilma kuchi bilan chambarchas bog'liq) mahkamlagichning doimiy cho'zilmasdan qanchalik xavfsiz ushlab turishini boshqaradi, ASME kodi talablari bo'yicha yuqori xavfsizlik omili bo'yicha sinovdan o'tgan tortish kuchi esa mahkamlagichning ishdan chiqishiga qarshi yakuniy quvvatni boshqaradi. Mahkamlagichning sifati va materialini faqat cho'zilish kuchi bo'yicha tanlab olish,-yuk ko'tarish qobiliyatiga asoslangan holda, keng tarqalgan spetsifikatsiya xatosidir.
Tez-tez so'raladigan savollar
Savol: Zanglamaydigan po'latdan yuqori rentabellik har doim yaxshiroqmi?
Javob: Avtomatik emas. Yuqori rentabellik kuchi bir xil yuk uchun ingichka qism yoki engilroq komponentga imkon beradi, lekin u odatda yuqori Y / T nisbati va sinishdan oldin kamroq egiluvchan chegara bilan birga keladi. To'g'ri tanlov, dastur og'irlik birligi uchun maksimal quvvatni (dupleks yoki sovuq{2}}ishlangan navlarni afzal ko'rish) yoki maksimal egiluvchan zaxirani va haddan tashqari yuk ostida kechirishni (tavlangan ostenitik navlarni afzal ko'rish) baholashiga bog'liq.
Savol: Nima uchun 304 va 316 deyarli bir xil rentabellik va valentlik kuchiga ega?
Javob: Ikkalasi ham ostenitik navlar bo‘lib, yuzi o‘xshash markazlashtirilgan kub mikrotuzilmasi va o‘xshash uglerod va azot miqdori diapazonlaridir, shuning uchun ASTM A240 tavlangan holatda ikkalasi uchun ham bir xil minimal mexanik xususiyatlarni o‘rnatadi - 205 MPa (30 ksi) minimal rentabellik va 515 MPa minimal (75,5 ksi) Ularning haqiqiy farqi 316 da molibden tomonidan boshqariladigan korroziyaga chidamlilikdir, asosiy quvvat emas.
Savol: Nima uchun dupleks 2205 ning oqish kuchi 304 dan ancha yuqori va tortishish kuchidagi farq kamroq?
Javob: Duplex 2205 ning taxminan 50/50 ostenit{3}}ferrit mikrotuzilmasi va azot qotishmasi plastik deformatsiyani boshlash uchun zarur bo'lgan kuchlanishni sezilarli darajada oshiradi, bu deyarli butunlay yuqori oqish quvvati sifatida namoyon bo'ladi. Kesish kuchi sezilarli darajada qattiqlashuv va bo'yinbog'dan keyin erishiladi, nisbatan kichikroq miqdorga ko'tariladi, shuning uchun 2205 ning Y/T nisbati (taxminan 0,73) 304 dan (taxminan 0,40) ancha yuqori.
Savol: Oqim kuchi yoki kuchlanish kuchi bosim trubasining devor qalinligini aniqlaydimi?
Javob: Birgina - boshqaruvchi dizayn kodi (masalan, ASME B31.3) ruxsat etilgan kuchlanishni hisoblab chiqmaydi, ya'ni valentlik kuchining bir qismi (3,5 xavfsizlik omiliga bo'lingan) va oqish quvvati ulushi (odatda uchdan ikki qism yoki o'ziga xos standartlarga mos bo'lmaganlar uchun 90% gacha) izoh). Keyin devor qalinligi to'g'ridan-to'g'ri xom ashyo xususiyatiga emas, balki ruxsat etilgan kuchlanishga qarab o'lchanadi.
Savol: Issiqlik bilan ishlov berish 304 yoki 316 zanglamaydigan po'latning rentabelligini 410 uchun bo'lgani kabi oshirishi mumkinmi?
Javob: Yo'q. 304 va 316 ostenitik navlar faqat sovuq ishlov berish bilan mustahkamlanadi, issiqlik bilan ishlov berish bilan emas - tavlanish ularni qattiqlashtirgandan ko'ra yumshatadi. 410 kabi martenzitik navlar, aksincha, ularning tavlangan qiymatlaridan ancha yuqori rentabellik va valentlik kuchlariga erishish uchun so'ndirilishi va qattiqlashishi mumkin, shuning uchun 410 ning Y/T nisbati va mutlaq quvvati haroratga qarab juda keng farq qilishi mumkin.
