Diferença entre resistência à tração e limite elástico

Introdução

A resistência à tração também é chamada de limite de tração, e a tensão no ponto de tração é chamada de limite de tração, com a unidade de MPa. A resistência à tração é uma propriedade inerente do material, indicando o valor crítico de tensão quando o material cede. Ela é frequentemente usada para determinar a carga máxima permitida de peças mecânicas.

Todas as peças mecânicas não devem sofrer deformação plástica, portanto, a resistência à tração é uma base importante para o design de engenharia e seleção de materiais.

Colheita

A deformação refere-se ao fenômeno em que a deformação aumenta sem que a tensão aumente. Quando a força externa em uma amostra metálica excede o limite elástico do material, embora a tensão não aumente mais, a amostra ainda sofre uma deformação plástica evidente.

Resistência

Resistência refere-se à capacidade de um material de resistir à deformação plástica sob forças externas.

Elasticidade

Elasticidade refere-se à capacidade de não produzir deformação permanente. Quando a voltagem do gerador ultrasônico muda, a potência de saída do gerador também muda, tornando a vibração mecânica do transdutor ultrasônico instável, resultando em um efeito de trabalho ruim. Portanto, é necessária uma potência de saída estável, e o amplificador é ajustado através do sinal de feedback de potência para estabilizar o amplificador de potência. O transdutor trabalha de forma mais eficiente e estável na frequência de ressonância. A frequência de ressonância do transdutor pode mudar devido à montagem ou envelhecimento. Se a frequência apenas sofrer desvio e não mudar muito, o sinal de acompanhamento de frequência pode controlar o gerador de sinais para manter a frequência do gerador de sinais dentro de uma certa faixa da frequência de ressonância do transdutor, permitindo que o gerador trabalhe no melhor estado.

O tempo necessário para uma partícula no meio vibrar de um lado para o outro uma vez na posição de equilíbrio é chamado de período, que é representado por T e a unidade é segundos (s);

O número de vezes que uma partícula completa a vibração em 1s é chamado de frequência, que é representada por f e a unidade é "ciclo/s", também conhecida como Hertz (Hz).

O período e a frequência estão em uma relação recíproca, conforme expresso pela seguinte fórmula: f = 1 / T. A relação entre o comprimento de onda (λ) da onda sonora no meio e a frequência é: c = λf. Onde c é a velocidade do som, m/s; λ é o comprimento de onda e f é a frequência, Hz.

Deformação elástica

O material dentro do limite elástico se deforma sob a ação de uma força externa e retorna ao seu formato original após a remoção da força externa. Essa deformação que desaparece quando a força externa desaparece é chamada de deformação elástica.

Deformação plástica

Quando a carga sobre o material excede o intervalo de deformação elástica, ocorrerá deformação permanente. Ou seja, a deformação que não pode ser recuperada após a descarga é chamada de deformação plástica.

As razões para a deformação dos dois são diferentes:

Deformação plástica: Haverá vários defeitos na estrutura atômica do grão. Devido à existência de deslocações, os átomos do cristal tendem a se mover ao longo da linha de deslocamento após a aplicação da força, reduzindo a resistência à deformação do cristal. Através da transmissão do movimento de deslocação, o deslizamento causa parte do grão a deslizar, formando uma banda de deslizamento, e muitas bandas de deslizamento combinadas tornam-se deformação visível.

Deformação elástica: Quando um objeto está sujeito a uma força externa, ele se deformará. Se a força externa for removida, o objeto pode restaurar completamente sua forma e tamanho originais.

Fatores que afetam a deformação plástica

1. Endurecimento por deformação: A deformação plástica causa proliferação de deslocações, aumento da densidade de deslocações e interseção de deslocações em diferentes direções. O movimento das deslocações é impedido, causando o endurecimento do metal. O endurecimento por deformação pode aumentar a dureza, resistência e resistência à deformação do metal, enquanto reduz a plasticidade, tornando difícil uma subsequente deformação fria.

2. Tensão interna: A distribuição da deformação plástica no corpo metálico é desuniforme, portanto, após a remoção da força externa, a recuperação elástica de cada parte não será exatamente a mesma, o que causa tensões internas mutuamente equilibradas entre as partes do corpo metálico, ou seja, tensões residuais. As tensões residuais reduzem a estabilidade dimensional das peças e aumentam a tendência à corrosão por tensão.

3. Anisotropia: Após a deformação plástica do metal no estado frio, aparecem bandas de deslizamento ou bandas gêmeas dentro dos grãos. Cada grão também se alonga e torce ao longo da direção de deformação. A resistência, plasticidade e tenacidade na direção de deformação são maiores do que nas direções transversais. Quando o metal é deformado em estado quente, devido à recristalização, a orientação dos grãos desvia-se da direção de deformação em diferentes graus.

4. Recristalização e recuperação: Após o tratamento de recristalização, a distorção dos grãos causada pela deformação fria e o endurecimento por trabalho, bem como o esforço residual, serão completamente eliminados.

Limite elástico

O esforço máximo ao qual um material não sofre deformação permanente (deformação plástica) é chamado de limite elástico. Também é o ponto de virada do material da faixa elástica para a deformação plástica. O limite elástico reflete o alcance máximo de deformação elástica do material.

Resistência à Tração

Sob condições de tração (após o material ceder), o esforço máximo que uma amostra pode suportar antes de se romper é chamado de resistência à tração, que é o valor crítico para o material passar da deformação plástica uniforme para a deformação plástica localizada concentrada.

A resistência à tração reflete a capacidade do material de resistir à fratura e ao dano. Quanto maior for a resistência à tração, maior será a capacidade do material de resistir à fratura.

Para peças com baixos requisitos de deformação, não há necessidade de depender da resistência à tração para controlar a deformação do produto. A resistência à tração geralmente é usada como base para design e seleção de materiais.

Plasticidade

A plasticidade refere-se à capacidade de um material suportar uma deformação plástica máxima antes de se quebrar. Alongamento e redução de área são indicadores de medição comumente usados.

Taxa de expansão: δ=(L1-L)/L*100%

L 1: Comprimento de prova após a amostra se romper.

L: Comprimento original da marca da amostra.

Redução de área: ψ=(AA1)/A*100%

A 1: Área de secção mínima na fratura da amostra.

A: Área de secção original.

Quanto maior o alongamento e a redução de área, melhor é a plasticidade do material. Comparando os dois, a redução de área indica que a plasticidade está mais próxima da verdadeira deformação, pois a contração é independente do comprimento da amostra.

Uma boa plasticidade é uma condição necessária para o processamento de materiais metálicos. Ao mesmo tempo, o material ter uma certa plasticidade também pode aumentar a confiabilidade das peças de máquina, evitando a quebra súbita das peças.