خواص شگفت انگیز آلومینیوم (استحکام نسبی)

خواص شگفت انگیز آلومینیوم ( نسبت استحکام به وزن بالا)
اسفند ۱۹, ۱۳۹۷
خواص شگفت انگیز آلومینیوم (جوش پذیری آلیاژهای آلومینیوم)
اسفند ۱۹, ۱۳۹۷

خواص شگفت انگیز آلومینیوم (استحکام نسبی)

در منحنی های تنش – کرنش فولادهای کربنی نقطه خاصی وجود دارد که نقطه پایان منطقه الاستیک و ورود به منطقه پلاستیک قطعه می باشد. تا این نقطه استحکام قطعه متناسب با کرنش ایجاد شده به صورت خطی افزایش می یابد و سپس در این نقطه ناگهان کاهش یافته و ماده وارد منطقه تغییر شکل پلاستیک شده و استحکام با کرنش به صورت غیرخطی تا نقطه شکست افزایش می یابد.
استحکام معادل این نقطه از نظر طراحی برای مهندسان مکانیک بسیار مهمتر از استحکام کشش نهایی قطعه است. زیرا از این حد به بعد قطعه وارد منطقه تغییر شکل پلاستیکی خود می شود و لذا باید در طراحی ها حتما مدنظر قرار گیرد.
محل دقیق این نقطه در منحنی های تنش – کرنش همه آلیاژها مشابه فولاد کربنی کاملا واضح نمی باشد. در گذشته استحکام کششی را که منجر به ایجاد ۱/۰ درصد کرنش در قطعه می شد و امروزه استحکام کششی که منجر به ۲/۰ درصد کرنش می شود را معادل این نقطه در نظر می گیرند و با نام استحکام کششی نسبی تعریف می کنند.
اگرچه داشتن استحکام نسبی بالا یک مزیت محسوب می شود ولی نسبت استحکام نسبی به استحکام کششی نهایی بالا نشان دهنده داکتیلیته کم می باشد. زمانی که کرنش (تغییر شکل) عامل مهمی در طراحی باشد نکته جالبی در مورد آلومینیوم وجود دارد. مطابق شکل ۱۷ برای ایجاد ۱/۰ درصد کرنش در فولاد حدود ۲۰۰ مگاپاسکال تنش لازم است. در حالی که برای آلومینیوم این مقدار تنها ۶/۶۶ مگاپاسکال است . این مقدار تنش (۲۰۰ مگاپاسکال) می تواند حدود ۳/۰ درصد کرنش در آلومینیوم ایجاد نماید (خط B در شکل). همچنین شکل نشان می دهد که با اعمال کرنش یکسان معادل ۳۸/۰ درصد، آلومینیوم هنوز در منطقه تغییر شکل الاستیک قرار دارد در حالی که فولاد وارد منطقه تغییر شکل پلاستیک خود شده است.
این نکته در طراحی بسیار حائز اهمیت است. به عنوان مثال در طراحی بدنه خودرو یا ضربه گیرها که نیاز به قابلیت جذب ضربه زیادی می باشد از این خاصیت آلومینیوم استفاده می شود، چرا که منطقه زیر منحنی تنش – کرنش هر فلز تا نقطه شکست معادل میزان انرژی ضربه قابل جذب توسط آن ماده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

معادله امنیتی *