تجارت بین افزایش استحکام کششی و کاهش انعطاف پذیری در پیچ های فولادی کربن یک عامل مهم هنگام انتخاب پیچ برای کاربردهای خاص است. در اینجا تفکیک چگونگی تعامل این دو ویژگی و تأثیر تعادل آنها بر عملکرد وجود دارد:
1. مقاومت کششی در مقابل انعطاف پذیری:
استحکام کششی به حداکثر استرس اشاره دارد که یک ماده می تواند در هنگام کشش یا کشیده شدن قبل از شکستن مقاومت کند. استحکام کششی بالاتر باعث می شود پیچ بتواند بارهای سنگین را تحمل کند و در برابر تغییر شکل در برابر استرس مقاومت کند.
انعطاف پذیری توانایی یک ماده برای تغییر شکل تحت استرس کششی بدون شکستن است. مواد با انعطاف پذیری زیاد می توانند انرژی را جذب کرده و قبل از خرابی دچار تغییر شکل پلاستیکی قابل توجهی شوند که برای جلوگیری از شکستگی های ناگهانی و شکننده بسیار مهم است.
2. تأثیر افزایش مقاومت کششی:
ظرفیت بار بالاتر: افزایش مقاومت کششی امکان پذیر است پیچ های فلزی کربن مقاومت در برابر بارها و استرس های بالاتر بدون عدم موفقیت. این امر به ویژه در برنامه های سنگین که پیچ ها باید دارای نیروهای مکانیکی قابل توجهی مانند ساخت و ساز ، خودرو یا ماشین آلات صنعتی باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
افزایش رفتار شکننده: با این حال ، با افزایش استحکام کششی (به ویژه در فولادهای کربن بالا) ، این ماده کمتر قادر به جذب استرس از طریق تغییر شکل پلاستیک می شود. این منجر به کاهش انعطاف پذیری می شود و باعث می شود پیچ در شرایط بارگذاری ناگهانی یا شوک در معرض شکستگی شکننده باشد که در برخی از برنامه ها می تواند فاجعه بار باشد.
مقاومت در برابر خستگی: در حالی که استحکام کششی بالاتر می تواند مقاومت در برابر بارهای استاتیک را بهبود بخشد ، اما گاهی اوقات می تواند مقاومت در برابر خستگی را در محیط های بارگذاری چرخه ای کاهش دهد. این امر به این دلیل است که مواد ممکن است به همان اندازه انعطاف پذیر یا تغییر شکل ندهند و باعث می شود پس از چرخه استرس مکرر ، آن را شکست بخورد.
3. تأثیر افزایش انعطاف پذیری:
مقاومت بهبود یافته در برابر شکستگی: انعطاف پذیری بالاتر به این معنی است که پیچ می تواند به صورت پلاستیکی بدون شکستن تغییر شکل دهد ، که وقتی پیچ در معرض بارگذاری پویا ، لرزش یا نیروهای شوک قرار می گیرد ، مفید است. مواد انعطاف پذیر تمایل به "خم شدن" به جای ضربه محکم و ناگهانی دارند و باعث می شوند آنها در برنامه هایی که شامل نوسان یا فشارهای غیرقابل پیش بینی است ، بخشنده تر شود.
ظرفیت باربری پایین تر: در حالی که انعطاف پذیری به جلوگیری از شکستگی ناگهانی کمک می کند ، اما به هزینه مقاومت کششی پایین می آید. پیچ های داکتیل به احتمال زیاد تغییر شکل دائمی (به عنوان مثال ، خم شدن یا کشیدگی) را با بارهای زیاد تجربه می کنند و باعث کاهش اثربخشی آنها در برنامه های پر فشار می شوند. این امر باعث می شود آنها برای محیط های پر زرق و برق یا سنگین که در آن باید یکپارچگی پیچ حفظ شود ، نامناسب باشد.
4. ملاحظات عملی:
الزامات خاص برنامه: انتخاب بین استحکام کششی بالاتر و انعطاف پذیری تا حد زیادی به کاربرد بستگی دارد. به عنوان مثال ، در ساخت و ساز یا هوافضا ، جایی که ظرفیت و استحکام بار بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، پیچ هایی با مقاومت کششی بالاتر (انعطاف پذیری کم) ترجیح داده می شوند. در مقابل ، در برنامه هایی که مقاومت در برابر لرزش ، بارگذاری شوک یا ایمنی (به عنوان مثال در نگهداری خودرو یا ماشین آلات) مهم است ، از پیچ هایی با انعطاف پذیری بالاتر و مقاومت کششی پایین تر برای جلوگیری از خرابی فاجعه بار استفاده می شود.
حساسیت به دما: در محیط های شدید ، مانند درجه حرارت بالا یا شرایط کرایوژنیک ، تعادل بین استحکام کششی و انعطاف پذیری بسیار مهم تر می شود. در دماهای بالاتر ، مواد با استحکام کششی بالا ممکن است مقاومت خود را در برابر تغییر شکل از دست بدهند و باعث کاهش انعطاف پذیری آنها و به طور بالقوه منجر به شکست شوند. در مقابل ، موادی با انعطاف پذیری بهتر می توانند گسترش حرارتی و انقباض را به طور مؤثر کنترل کنند.
5. پردازش معاملات:
عملیات حرارتی: فرآیند عملیات حرارتی نقش مهمی در کنترل هر دو مقاومت کششی و انعطاف پذیری دارد. به عنوان مثال:
فرونشست و خویشتن داری می تواند ضمن حفظ تعادل انعطاف پذیری ، مقاومت کششی را افزایش دهد.
کاربور کردن ممکن است سختی سطح را افزایش دهد ، و باعث می شود پیچ در برابر سایش مقاومت بیشتری داشته باشد اما با هزینه انعطاف پذیری.
عنوان سرد در مقابل جعل داغ: فرآیندهای سر سرد به طور معمول منجر به مقاومت بیشتر کششی می شوند اما ممکن است انعطاف پذیری را کاهش دهند ، در حالی که گرم شدن گرم می تواند باعث ایجاد انعطاف پذیری بیشتر شود اما ممکن است منجر به مقاومت کششی کمتری شود.
6. خلاصه تجارت کلی:
استحکام کششی بالاتر = توانایی بار بیشتر تحمل اما کاهش توانایی جذب شوک یا تغییر شکل (خطر شکستگی شکننده).
انعطاف پذیری بالاتر = مقاومت در برابر شوک بهتر ، انعطاف پذیری بیشتر تحت استرس ، اما ظرفیت تحمل بار کمتر و پتانسیل تغییر شکل در زیر بارهای سنگین .
