آزمون های قابل انجام روی میلگرد

آزمون کشش

مقدمه

مقاومت یک ماده بستگی به قابلیت تغییر شکل ناپذیری و دوام آن در مقابل نیروهای وارده دارد. این خاصیت در مصالح باید به طریق آزمایش های تجربی تعیین شود. یکی از این آزمایش ها که در تعیین خواص مکانیکی مصالح مورد استفاده قرار می گیرد، آزمایش کشش است. برای اینکه نتایج حاصل از آزمایش های مختلف قابل مقایسه باشد لازم است آزمایش تحت دستور العمل های استاندارد نظیر ISO, DIN, ASTM, BS و غیره انجام پذیرد.

 

منحنی تنش کرنش مهندسی

آزمایش کشش برای بدست آوردن اطلاعات پایه در رابطه با طراحی سازه ها و همچنین برای پذیرش کردن یا ردکردن  مصالح انجام می گیرد. این آزمون بدین صورت است که نمونه را بین دو فک قرار داده و با اعمال نیرو به دو سر آن، نمونه کشیده می شود تا پس از تغییر شکل، شکست در قطعه رخ دهد.

منحنی تنش - کرنش مهندسی را می توان با استفاده از اطلاعات مربوط به نیرو - تغییر شکل رسم کرد. تنشی که در این منحنی استفاده می شودتنش مهندسی نامیده می شود که از تقسیم نیرو بر سطح اولیه بدست می آید.

 

استحکام کششی

معمولا فلزات نرم وقتیکه تحت آزمایش کشش قرار می گیرند، تا زمانی که بار به نقطه ماکزیمم نرسیده، کم و بیش دارای افزایش طول یکنواخت در سرتاسر طول نمونه می باشند، بنابراین استحکام کششی برابر است با ماکزیمم نیروی اعمالی تقسیم بر مساحت مقطع اولیه نمونه، برای سال های متمادی ایم مقدار تنش را به عنوان استحکام مواد نرم در نظر می گرفتند و برای کنترل کیفیت مواد، از این پارامتر استفاده زیادی می شد و ارتباط زیاد این پارامتر با ویژگی های دیگر، مثل سختی و خستگی ارتباط زیادی وجود دارد، دلیلی مضاعف برای استفاده از این پارامتر شده است.

 

استحکام تسلیم

تنشی را که درآن تغیر شکل الاستیک به پلاستیک تغییر میکند و ماده از محدوده الاستیک وارد محدوده پلاستیک می شوداستحکام تسلیم می نامند.

مشخص کردن این نقطه در تمام مصالح کار ساده ای نیست و برای اندازه گیری آن در بعضی از مصالح مانند آلومینیوم که مشخص کردن قسمت الاستیک منحنی تنش - کرنش کار مشکلی است، باید از یک سری قراردادها استفاده کرد، که یکی از این قراردادها انتخاب تنش مربوط به کرنش 0.02% ، به عنوان تنش تسلیم است.

 

الف) حد الاستیک

حد الاستیک هر نوع جسمی ، تنشی است که تا آن حد اگر بار برداشته شود، اثری از تغییر طول در جسم باقی نماند و یا تغییر شکل دائمی خیلی جزئی پس از حذف بار در جسم پدید آید.

ب) حد خطی

حد خطی تنشی است که بالاتر ازآن، تناسب خطی ازدیاد طول به ازدیاد بار از بین میرود. حد الاستیک و حد خطی خیلی به هم نزدیک بوده و در عمل گاهی آن دو را یکی در نظر می گیرند.

ج) نقطه جاری یا تسلیم

در منحنی کشش فولاد نرمه و یا بعضی از فلزات دیگر نقطه ی ویژه ای به نام نقطه جاری بالا وجود دارد، بطوریکه بعد از آن، تنش بصورت ناگهانی افت می کند، و نمونه در حدود 0.1% تا 0.2% تغییر طول نسبی، از خود کرنش نشان می دهد و در حین آن تنش به مقدار تقریبا ثابتی به نام تنش حد جاری پایین، می رسد. در مقابل آلومینیوم خالص از چنین رفتاری پیروی نمی کند.

مدول الاستیسیته

مدول الاستیسیته یکی از مهمترین خواص مکانیکی مصالح می باشد که مدول یانگ نیز نامیده میشود و برابر است با شیب قسمت خطی منحنی تنش کرنش.

 مدول یانگ بیانگر سفتی مواد است  و هنگامی که بحث خمش تیر ها مورد نظر است مدول الاستیسیته اهمیت پیدا می کند. مقدار مدول الاستیسیته توسط نیروی پیوند بین اتم ها مشخص می شود بنابراین این پارامتر تغییر نخواهد کرد مگر اینکه تغییرات اساسی در ساختار ماده مورد نظر ایجاد شود که این بیانگر وابستگی شدید مدول الاستیسیته به خواص مکانیکی مصالح مورد نظر است. با آلیاژ کردن، عملیات حرارتی یا کار مکانیکی می توان مقدار مدول الستیسیته را

تغییر داد.

 

نرمی

یکی دیگر از ویژگی هایی که می توان با استفاده از آزمایش کشش بدست آورد شکل پذیری یا نرمی است، بدست آوردن این ویژگی برای مصالح مختلف دارای مزیت های زیر است:

- برای مشخص کردن حدی که می توان مواد را تغییر فرم داد بدون اینکه شکستی در فرایند تغییر شکل مثل اکستروژن یا نورد مشاهده شود.

- برای مشخص کردن توانایی مواد برای تغییر شکل پلاستیک که مقدار شکل پذیری بالا بیانگر آن است که توانایی مواد برای تغییر شکل یافتن زیاد است. از جمله پارامتر هایی که با استفاده از آنها مقدار شکل پذیری مواد را در آزمایش کشش می توان اندازه گرفت، یکی درصد تغییر طول در شکست و دیگری مقدار درصد کاهش در سطح مقطع در هنگام شکست است.

 

فنریت

مقدار جذب انرژی تا محدوده الاستیک را فنریت مواد می گویند و آنرا با مدول فنریت نشان می دهند که برابر است با مقدار انرژی کرنش بر واحد حجم از تنش صفر تا تنش تسلیم.

 

چقرمگی

چقرمگی برابر است با توانایی مصالح در جذب انرژی در محدوده تغییر شکل پلاستیک که برابر است با مساحت زیر منحنی تنش - کرنش و این مقدار مساحت، مقدار کاری است که می توان روی مصالح انجام بگیرد بدون اینکه شکست رخ دهد.

 

گلویی شدن

گلویی شدن در مصالح چقرمه زمانی که بار به مقدار ماکزیمم خود می رسد اتفاق می افتد یعنی زمانی که افزایش در تنش در اثر کاهش سطح مقطع بیشتر از افزایش تحمل بار گذاری مواد در اثر پدیده کرنش سختی است.

منبع: asqc.ir

میتوانید از لینک زیر فیلم انجام آزمون کشش را ملاحظه فرمایید:

انجام آزمون کشش در آزمایشگاه کنترل کیفیت سازه امیرکبیر