Hej tamo! Kao dobavljač vruće oblikovanih šupljih profila, u posljednje vrijeme dobijam mnogo pitanja o karakteristikama naprezanja i deformacije ovih proizvoda. Pa, mislio sam da ću odvojiti malo vremena da to razložim za sve vas.
Prvo, hajde da razgovaramo o tome šta su vruće formirani šuplji delovi. To su u osnovi čelični profili koji se oblikuju dok je čelik u vrućem stanju. Ovaj proces im daje neka jedinstvena svojstva u poređenju sa hladno oblikovanim profilima. Možete pogledati neke od naših proizvoda kao što suEN 10219 S355NLH ŠUPLJE SEKCIJEiČelični šuplji profilida steknete bolju predstavu o tome šta nudimo.
Sada, kada su u pitanju karakteristike naprezanja - deformacije, sve je u tome kako se materijal ponaša kada je pod stresom. Naprezanje je sila koja se primjenjuje na materijal po jedinici površine, a naprezanje je deformacija koja nastaje kao rezultat tog naprezanja.
Elastic Range
U početnoj fazi vruće oblikovani šuplji profili pokazuju elastično ponašanje. To znači da kada primijenite naprezanje na presjek, on će se deformirati, ali kada uklonite napon, vratit će se u svoj izvorni oblik. To je kao gumica. Rastegnete ga, a kada ga pustite, vraća se u normalu.
Odnos između napona i deformacije u elastičnom opsegu je linearan, a opisuje ga Hookeov zakon. Nagib ove linije naziva se modulom elastičnosti, što je mjera krutosti materijala. Za vruće oblikovane šuplje profile izrađene od čelika, modul elastičnosti je tipično oko 200 GPa. Ova visoka vrijednost ukazuje na to da je čelik relativno čvrst materijal i da je potrebno značajno naprezanje da izazove malu količinu deformacije.
Tačka prinosa
Kako stalno povećavate stres, dostići ćete tačku koja se zove tačka popuštanja. Ovdje materijal počinje da prolazi kroz plastičnu deformaciju. Plastična deformacija znači da se materijal neće vratiti u prvobitni oblik čak ni nakon uklanjanja naprezanja. To je kao glina za oblikovanje. Jednom kada ga oblikujete, tako i ostaje.
Granica tečenja je važno svojstvo jer vam govori o maksimalnom naprezanju koje materijal može izdržati bez trajne deformacije. Za vruće oblikovane šuplje profile, granica popuštanja može varirati ovisno o vrsti čelika koji se koristi. Na primjer, u slučajuASTM A500 Gr.c Hladno oblikovani šuplji profil, granica tečenja je specificirana prema ASTM standardu.
Strain Hardening
Nakon tačke popuštanja, kako nastavite povećavati napon, materijal će početi da se stvrdnjava. Stvrdnjavanje deformacijom je pojava u kojoj materijal postaje jači kako se deformiše. To je zato što se unutrašnja struktura materijala mijenja, čineći ga otpornijim na daljnje deformacije.
Tokom deformacijskog očvršćavanja, kriva naprezanje - deformacija ima pozitivan nagib, ali nije tako strma kao u elastičnom opsegu. Materijal i dalje može izdržati sve veće naprezanje, ali će se i dalje sve više i više deformirati.
Ultimate Strength
Krajnja čvrstoća je maksimalno opterećenje koje materijal može izdržati. To je vršna tačka na krivulji napon - deformacija. Kada dostignete krajnju snagu, materijal će početi da se spušta. Necking je lokalizirano smanjenje površine poprečnog presjeka materijala, što dovodi do smanjenja nosivosti.
Fraktura
Konačno, kada napon postane previsok, materijal će se slomiti. Lom je potpuno razdvajanje materijala na dva ili više komada. Postoje različite vrste prijeloma, kao što su krti lom i duktilni prijelom.
Krhki prijelom nastaje iznenada i bez mnogo upozorenja. Obično se dešava u materijalima koji imaju nisku duktilnost. Duktilni lom je, s druge strane, postupniji proces. Materijal će se značajno deformirati prije nego što se konačno slomi. Vruće oblikovani šuplji profili izrađeni od čelika obično pokazuju duktilno ponašanje loma, što je dobra stvar jer vas upozorava prije nego što sekcija pokvari.
Utjecaj procesa vrućeg oblikovanja
Sam proces vrućeg oblikovanja ima značajan utjecaj na naponsko-deformacijske karakteristike šupljih profila. Tokom vrućeg oblikovanja, čelik se zagrijava na visoku temperaturu, što mu omogućava da se lako oblikuje. Ova obrada na visokim temperaturama također može poboljšati zrnastu strukturu čelika.
Finija zrnasta struktura općenito dovodi do boljih mehaničkih svojstava. Može povećati granicu tečenja i krajnju čvrstoću materijala. Također može poboljšati duktilnost, što znači da se materijal može više deformirati prije nego što se slomi.
Još jedna prednost toplog oblikovanja je ta što može ublažiti unutrašnje napone koji mogu biti prisutni u materijalu. Ova unutrašnja naprezanja mogu biti uzrokovana procesima kao što su zavarivanje ili hladna obrada. Eliminacijom ovih unutrašnjih naprezanja, vruće formirani šuplji profili su stabilniji i manje je vjerovatno da će doživjeti neočekivane kvarove.
Poređenje sa hladno oblikovanim profilima
Takođe je vredno uporediti toplo oblikovane šuplje profile sa hladno oblikovanim profilima. Hladno oblikovani profili se izrađuju savijanjem i oblikovanjem čelika na sobnoj temperaturi.
Hladno oblikovani profili često imaju veću granicu popuštanja u uglovima zbog procesa hladne obrade. Međutim, oni također mogu imati više zaostalih naprezanja, što može utjecati na njihov dugoročni učinak.
Vruće oblikovani profili, s druge strane, imaju ujednačenije ponašanje naprezanja i deformacija u cijelom poprečnom presjeku. Oni također imaju bolju otpornost na koroziju jer proces vrućeg oblikovanja može stvoriti ujednačeniju završnu obradu površine.
Primjena i važnost razumijevanja stresa – karakteristike deformacije
Razumijevanje karakteristika napon-deformacija toplo oblikovanih šupljih profila je ključno za mnoge primjene. U građevinarstvu, na primjer, ovi se profili koriste u građevinskim okvirima, mostovima i drugim konstrukcijama. Inženjeri moraju znati kako će se sekcije ponašati pod različitim opterećenjima kako bi osigurali sigurnost i stabilnost konstrukcije.
U automobilskoj industriji, vruće oblikovani šuplji profili se koriste u proizvodnji ramova automobila. Sposobnost sekcija da apsorbuju energiju tokom sudara direktno je povezana sa njihovim karakteristikama naprezanja - deformacije. Dio s dobrom duktilnošću može se kontrolirano deformirati, što pomaže u zaštiti putnika.
Zaključak
Dakle, evo ga - sažetak karakteristika naprezanja - deformacije vruće formiranih šupljih profila. Od raspona elastičnosti do loma, svaka faza krivulje naprezanje - deformacija nam govori nešto važno o tome kako se materijal ponaša pod naprezanjem.
Ako ste na tržištu visokokvalitetnih vruće oblikovanih šupljih profila, mi smo tu da vam pomognemo. Bilo da su vam potrebni za građevinarstvo, automobilsku ili bilo koju drugu primjenu, imamo proizvode koji će zadovoljiti vaše potrebe.
Ako ste zainteresirani za učenje više ili želite razgovarati o svojim specifičnim zahtjevima, ne ustručavajte se kontaktirati. Uvijek nam je drago razgovarati i pomoći vam da pronađete pravo rješenje za vaš projekat.
Reference
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2011). Nauka o materijalima i inženjerstvo: Uvod. Wiley.
- ASM Handbook Committee. (1990). ASM priručnik: Svojstva i izbor: gvožđe, čelici i legure visokih performansi. ASM International.
