Cửa lò xử lý nhiệt công nghiệp

Kiểm tra độ bền kéo và tính chất cơ học của vật liệu

2025-09-10

Kiểm tra độ bền kéo và các tính chất cơ học của vật liệu

Kiểm tra độ bền kéo là phương pháp cơ bản nhất để xác định các tính chất cơ học của vật liệu. Bằng cách tác dụng một lực kéo dọc trục lên một mẫu tiêu chuẩn và ghi lại đường cong lực-chuyển vị, nó phân tích thêm các chỉ số cơ học chính của vật liệu như độ bền, độ dẻo và độ đàn hồi.

1. Mục đích cốt lõi của kiểm tra độ bền kéo

Bằng cách mô phỏng quá trình biến dạng và phá hủy của vật liệu dưới tác dụng của lực dọc trục, nó thu được một cách định lượng khả năng chống lại các lực bên ngoài (độ bền) và khả năng biến dạng (độ dẻo) của vật liệu, cung cấp cơ sở cho việc lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu và kiểm tra chất lượng.

2. Các chỉ số tính chất cơ học chính có được từ thử nghiệm

Dựa trên đường cong kéo (đường cong ứng suất-biến dạng), các chỉ số cốt lõi sau đây có thể được trích xuất. Ý nghĩa vật lý và các tình huống ứng dụng của chúng được hiển thị trong bảng dưới đây:

Chỉ số tính chất	Định nghĩa (Mô tả cốt lõi)	Ý nghĩa vật lý / Tình huống ứng dụng
Mô đun đàn hồi (E)	Tỷ lệ giữa ứng suất và biến dạng trong giai đoạn đàn hồi (chỉ số "độ cứng")	Phản ánh khả năng chống biến dạng đàn hồi của vật liệu; ví dụ, các bộ phận cơ khí yêu cầu E cao để đảm bảo độ ổn định về kích thước
Giới hạn chảy (σₛ)	Ứng suất tối thiểu mà tại đó vật liệu bắt đầu biến dạng dẻo ( "khả năng chống biến dạng dẻo")	Cơ sở chính để thiết kế kết cấu nhằm ngăn ngừa các bộ phận bị hỏng do biến dạng dẻo
Độ bền kéo (σᵦ)	Ứng suất kéo tối đa mà vật liệu có thể chịu được ( "độ bền cuối cùng")	Đánh giá giới hạn trên của khả năng chống gãy của vật liệu và được sử dụng để xác định giới hạn chịu tải của vật liệu
Độ giãn dài phần trăm sau khi đứt (δ)	Phần trăm độ giãn dài so với chiều dài ban đầu sau khi mẫu bị đứt ( "chỉ số độ dẻo")	Phản ánh độ dẻo của vật liệu; δ lớn hơn có nghĩa là vật liệu dễ gia công hơn (ví dụ: dập, uốn)
Độ co hẹp diện tích phần trăm (ψ)	Phần trăm độ giảm diện tích mặt cắt ngang so với diện tích ban đầu sau khi mẫu bị đứt	Một chỉ số độ dẻo nhạy hơn δ, đặc biệt thích hợp cho các vật liệu giòn

3. Sự khác biệt trong hành vi kéo của các vật liệu điển hình

Đường cong ứng suất-biến dạng của các loại vật liệu khác nhau khác nhau đáng kể, phản ánh trực tiếp các đặc tính tính chất cơ học của chúng:

Vật liệu dẻo (ví dụ: thép carbon thấp): Đường cong có bốn giai đoạn—giai đoạn đàn hồi (phục hồi sau khi dỡ tải), giai đoạn chảy (ứng suất không đổi trong khi biến dạng tăng), giai đoạn hóa bền (ứng suất và biến dạng tăng đồng thời) và giai đoạn thắt cổ-gãy. Độ giãn dài phần trăm sau khi đứt cao (δ > 5%).
Vật liệu giòn (ví dụ: gốm, gang): Không có giai đoạn chảy rõ ràng; chúng bị gãy trực tiếp sau giai đoạn đàn hồi. Độ giãn dài phần trăm sau khi đứt cực kỳ thấp (δ < 5%), và độ bền kéo thấp hơn nhiều so với độ bền nén.
Vật liệu có tính đàn hồi cao (ví dụ: cao su): Biến dạng đàn hồi cực lớn (lên đến 1000%), mô đun đàn hồi thấp, không có biến dạng dẻo và nó phục hồi hoàn toàn sau khi dỡ tải.

4. Các yếu tố ảnh hưởng cốt lõi của thử nghiệm

Độ chính xác của kết quả thử nghiệm phụ thuộc vào việc kiểm soát các yếu tố sau:

Thông số kỹ thuật mẫu: Phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia (ví dụ: GB/T 228.1) để đảm bảo kích thước đồng đều (chiều dài, đường kính) và tránh sai sót do sự khác biệt của mẫu.
Tốc độ tải: Tải quá nhanh sẽ làm cho vật liệu thể hiện "tính giòn tăng lên" (ví dụ: thép carbon thấp có thể không có chảy rõ ràng). Việc tải phải được thực hiện ở tốc độ tiêu chuẩn (ví dụ: 1~5 mm/phút).
Điều kiện môi trường: Nhiệt độ cao làm giảm độ bền vật liệu và tăng độ dẻo; nhiệt độ thấp làm cho vật liệu giòn (ví dụ: "tính giòn lạnh" của thép ở nhiệt độ thấp). Nhiệt độ thử nghiệm phải được chỉ định rõ ràng.

Cửa lò xử lý nhiệt công nghiệp

lò xử lý nhiệt chân không

lò sưởi cảm ứng

Dây chuyền xử lý nhiệt

Cửa nướng

lò đốt rác