Natezna trdnost
Natezna trdnost Rm (tudi trgalna trdnost) je karakteristična vrednost materiala za oceno obnašanja trdnosti. Natezna trdnost je največja mehanska natezna napetost, s katero je mogoče obremeniti vzorec. Če je natezna trdnost presežena, material odpove: absorpcija sil se zmanjša, dokler se materialni vzorec na koncu ne raztrga. Material pa je podvržen plastični deformaciji (preostali), preden doseže dejansko vrednost natezne trdnosti.
Izračun Različni materiali Stopnje utrjevanja Dodatne karakteristične vrednosti Primeri Preskusni stroji Natezno preskušanje Točka popuščanja
Kaj je natezna trdnost?
Natezna trdnost Rm se določi z nateznim preskusom (npr. v skladu s serijo standardov ISO 6892 (za kovinske materiale) ali serijo standardov ISO 527 (za plastiko in kompozite)).
Natezna trdnost se izračuna iz največje dosežene natezne sile Fm in površine prečnega prereza vzorca na začetku preskusa:
Natezna trdnost Rm = največja natezna sila Fm / površina prečnega prereza vzorca S0
Natezna trdnost je določena v MPa (megapaskal) ali N / mm².
V diagramu napetosti in deformacije (tudi krivulja napetosti in deformacije) je natezna napetost vzorca narisana glede na njegovo relativno spremembo dolžine v nateznem preskusu.
Ta krivulja se lahko uporablja za določanje različnih značilnih vrednosti materiala, ki se preskuša; na primer elastično vedenje ali natezno trdnost. V diagramu napetosti in deformacije je natezna trdnost največja vrednost napetosti, dosežena v nateznem preskusu po ponovnem povečanju natezne napetosti.
Natezna trdnost z različnimi stopnjami utrjevanja materiala
Za kovinske materiale z izrazito točko popuščanja je največja natezna sila definirana kot največja dosežena sila po zgornji trdnosti popuščanja. Največja natezna sila po preseganju trdnosti popuščanja lahko leži tudi pod točko popuščanja pri šibko obdelanih materialih, zato je natezna trdnost v tem primeru nižja od vrednosti za zgornjo trdnost popuščanja.
Slika krivulje napetosti-deformacije na desni prikazuje krivuljo z visoko stopnjo kaljenja (1) in z nizko stopnjo kaljenja (2) po točki popuščanja.
Nasprotno pa za plastiko s točko popuščanja in naknadnimi napetostmi natezna trdnost ustreza napetosti na točki popuščanja.
Dodatne značilne vrednosti za oceno lastnosti trdnosti
Za oceno trdnostnih lastnosti se poleg natezne trdnosti določijo zgornja in spodnja meja popuščanja ter tudi lomna ali strižna trdnost.
Točka popuščanja je na splošno definirana kot napetost na prehodu iz elastične v plastično deformacijo. Je splošni izraz za mejo elastičnosti, zgornjo in spodnjo mejo popuščanja (natezni preskus), tlačno mejo popuščanja (tlačni preskus), upogibno mejo popuščanja (upogibno preskušanje) ali torzijsko mejo popuščanja (torzijski preskus).
Odmik točk popuščanja, so na drugi strani napetosti, ki že vključujejo določen preostali ali celotni raztezek. Uporabljajo se s kovinskimi materiali, da označijo neprekinjen prehod iz elastičnega v plastični obseg.
Izraz točka popuščanja (imenovan tudi napetost popuščanja) se pogosto uporablja v reologiji in opisuje vrednost napetosti, pri kateri material začne teči (zlasti za plastiko). Za tok je značilna plastična ali nepovratna deformacija materiala, ko je presežena točka popuščanja.
Pri mnogih materialih se po doseženi največji sili Fm sila in s tem nazivna natezna napetost zmanjšujeta z naraščajočim raztezkom, dokler se vzorec ne zlomi ali strga. Prelomna sila, povezana z začetno površino preseka, se imenuje tudi lomna trdnost ali trdnost na trganje. To je pomemben parameter zlasti za plastiko. V primeru krhkih kovinskih materialov, elastomerov in žilavih plastičnih mas brez meje popuščanja, strižna trdnost praviloma ustreza natezni trdnosti.
Primer vrednosti natezne trdnosti kovinskih materialov
| Materialna griva | Št. materiala | Stara oznaka | Rm | Rp0,2 |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 1,0037 | St37-2 | 360 | 235 |
| S275JR | 1,0044 | St44-2 | 430 | 275 |
| S355J2G3 | 1,0570 | St52 -3N | 510 | 355 |
| C22E | 1,1151 | Ck22 | 500 | 340 |
| 28Mn6 | 1,1170 | 28Mn6 | 800 | 590 |
| C60E | 1,1221 | 850 | 580 | |
| X20Cr13 | 1,4021 | 750 | 550 | |
| X17CrNi16-2 | 1,4057 | 750 | 550 | |
| X5CrNi18-10 | 1,4301 | V2A | 520 | 210 |
| X2CrNiMo17-12-2 | 1,4404 | V4A | 520 | 220 |
| X2CrNiMoN17-13-3 | 1,4429 | 580 | 295 | |
| 30CrNiMo8 | 1,6580 | 1250 | 1050 | |
| 34CrMo4 | 1,7220 | 34CrMo4 | 1000 | 800 |
| 42CrMo4 | 1,7225 | 1100 | 900 | |
| S420N | 1,8902 | StE420 | 520 | 420 |
Pogosta vprašanja o natezni trdnosti
Natezna trdnost se nanaša na največjo natezno napetost, ki jo lahko prenese material, preden pride do trajne deformacije ali zloma. Natezna trdnost je torej pomembna karakteristična vrednost materiala za oceno trdnostnega obnašanja materiala. Večja ko je natezna trdnost materiala, bolj je odporen na natezne sile.
Natezna trdnost se običajno meri v megapaskalih (Mpa) ali newtonih na kvadratni milimeter (N/mm²). Kaže, koliko sile na enoto površine je potrebno za raztezanje ali trganje materiala.
Natezna trdnost se izračuna iz največje dosežene natezne sile Fm in površine prečnega prereza vzorca na začetku preskusa:
Natezna trdnost Rm = največja natezna sila Fm / površina prečnega prereza vzorca S0
Natezna trdnost je določena v MPa (megapaskal) ali N / mm².