Độ bền kéo là gì?
Độ bền kéo là thuật ngữ tiếng Anh tương ứng với khái niệm “giới hạn bền kéo” (còn được gọi là: ultimate tensile strength/cường độ chịu kéo giới hạn/độ bền kéo/độ bền kéo giới hạn), là khả năng chống lại sự phá vỡ khi chịu ứng suất kéo. Đây là một trong những đặc tính quan trọng nhất của vật liệu trong các ứng dụng kết cấu.
Trong tiêu chuẩn này, sử dụng các định nghĩa sau:
Chiều dài cữ (L) (Gauge length): Chiều dài phần hình trụ hoặc lăng trụ của mẫu thử được sử dụng để đo độ giãn dài. Cần phân biệt giữa các giá trị:
– Chiều dài cữ ban đầu (Lo) (Original gauge length): Chiều dài cữ trước khi áp dụng lực kéo.
– Chiều dài cữ lúc cuối (Lu) (Final gauge length): Chiều dài cữ sau khi mẫu thử bị kéo đứt.
– Chiều dài phần song song (Lc) (Parallel length): Chiều dài phần song song được gia công của mẫu thử.
Chú thích – Khái niệm chiều dài phần song song thay thế cho khái niệm khoảng cách giữa các má kẹp đối với mẫu thử chưa được gia công.
Độ giãn dài (Elongation): Lượng gia tăng của chiều dài cữ ban đầu (Lo) tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình thử nghiệm.
Độ giãn dài tương đối (Percentage elongation): Độ giãn dài tính theo phần trăm của chiều dài cữ ban đầu (Lo).
Độ giãn dài dư tương đối (Percentage permanent elongation): Sự gia tăng của chiều dài cữ ban đầu của mẫu thử sau khi giảm ứng suất qui định (xem 4.9), được tính theo phần trăm của chiều dài cữ ban đầu (Lo).
Độ giãn dài tương đối sau khi đứt (A) (Percentage elongation after fracture): Độ giãn dài dư của chiều dài cữ sau khi đứt (Lu – Lo) được tính theo phần trăm của chiều dài cữ ban đầu (Lo).
Lực trên đơn vị diện tích (N/mm2, Mpa hoặc Psi) cần thiết để phá vỡ mẫu thử theo cách đó được gọi là độ bền kéo hoặc độ bền kéo tại điểm đứt. Một số thử nghiệm tương tự để đo đặc tính kéo của nhựa trong hệ thống tiêu chuẩn ISO là ISO 527, trong hệ thống ASTM là ASTM D638. Giá trị báo cáo trong tiêu chuẩn ISO 527 và ASTM D638 thường không thay đổi đáng kể và kết quả mỗi thử nghiệm được ảnh hưởng chủ yếu bởi quá trình lựa chọn và xử lý mẫu thử từ đầu.
Các phương pháp xác định giới hạn bền kéo được sử dụng cho dạng màng film là ASTM D882 hoặc ISO 1184. Để xác định giới hạn bền kéo cho cao su, vật liệu có độ đàn hồi cao, người ta sử dụng tiêu chuẩn ASTM D412 hoặc ISO 37.
Trong tiêu chuẩn ISO 527, ASTM D638, mẫu thử được chế tạo thành dạng mái chèo với kích thước cụ thể. Có thể đúc mẫu hoặc sử dụng máy cắt mẫu chuyên dụng. Sau đó, mẫu được đo trên máy đo lực kéo để xác định giới hạn bền kéo.
Độ giãn dài tương đối tổng sau khi đứt (At) (Percentage total elongation at break): Độ giãn dài tổng (bao gồm độ giãn dài đàn hồi và độ giãn dài dẻo) của chiều dài cữ tại thời điểm đứt, tính theo phần trăm của chiều dài cữ ban đầu (L0).
Độ giãn dài khi lực thử lớn nhất (Percentage elongation at maximum force): Sự gia tăng của chiều dài cữ của mẫu thử khi lực thử đạt tới mức lớn nhất, tính theo phần trăm của chiều dài cữ ban đầu. Thông thường, nó được xác định giữa độ giãn dài tương đối tổng khi lực thử lớn nhất (Agt) và độ giãn dài tương đối không tỷ lệ khi lực thử lớn nhất (Ag).
Chiều dài cữ cho máy đo độ giãn (Lo) (Extensometer gauge length): Chiều dài phần song song của mẫu thử được sử dụng để đo phần kéo dài trên máy đo độ giãn.
Để đo giới hạn bền chảy và bền đứt, giá trị Le ≥ Lo/2.
Để đo các thông số “khi” hoặc “sau” lực thử lớn nhất, giá trị Le gần bằng Lo.
Độ kéo dài (Extension): Sự gia tăng của chiều dài cữ được xác định trên máy đo độ giãn (L0) tại thời điểm nhất định.
Độ kéo dài tương đối dư (Percentage permanent extension): Sự gia tăng của chiều dài cữ trên máy đo độ giãn sau khi gỡ bỏ ứng suất qui định khỏi mẫu thử, tính bằng phần trăm chiều dài cữ trên máy đo độ giãn (Le).
Độ kéo dài tương đối tại điểm chảy (Ao) (Percentage yield point extension): Phần kéo dài giữa điểm bắt đầu chảy và điểm bắt đầu biến cứng của vật liệu chảy liên tục. Được tính bằng phần trăm của chiều dài cữ trên máy đo độ giãn.
Độ thắt tương đối (Z) (Percentage reduction of area): Sự thay đổi diện tích cắt ngang lớn nhất xuất hiện khi thử, tính bằng phần trăm của diện tích cắt ngang ban đầu (So).
Lực lớn nhất (Fm) (Maximum force): Lực lớn nhất tác dụng lên mẫu thử khi thử sau khi vượt qua điểm chảy. Đối với vật liệu không có điểm chảy, đây là giá trị lực lớn nhất khi thử.
Ứng suất (Stress): Lực thử chia cho diện tích cắt ngang ban đầu (So) của mẫu thử tại bất kỳ thời điểm trong quá trình thử.
Độ bền kéo (Rm) (Tensile strength): Ứng suất tương ứng với lực lớn nhất (Fm).
Độ bền chảy (Yield strength): Ứng suất tại điểm chảy của vật liệu kim loại, khi xuất hiện biến dạng dẻo mà lực thử không tăng. Có sự khác biệt nhận thấy giữa:
– Giới hạn chảy trên (Reit) (Upper yield strength): Giá trị ứng suất tại điểm xuất hiện sự suy giảm đầu tiên của lực thử (xem hình 2).
– Giới hạn chảy dưới (ReL) (Lower yield strength): Giá trị ứng suất nhỏ nhất trong quá trình biến dạng dẻo, không tính bất kỳ hiệu ứng chuyển tiếp ban đầu.
– Giới hạn dẻo qui định với độ kéo dài không tỷ lệ (Rp) (Proof strength non-proportional extension): Ứng suất tại đó độ kéo dài không tỷ lệ bằng với độ kéo dài được qui định của chiều dài cữ trên máy đo độ giãn (Le) (xem hình 3). Ký hiệu sử dụng là phần trăm qui định, ví dụ Rp0.2.
– Giới hạn dẻo qui định với độ kéo dài tổng (Rt) (Proof strength, total extension): Ứng suất tại đó độ kéo dài tổng (bao gồm độ kéo dài đàn hồi và độ kéo dài dẻo) bằng với độ giãn dài qui định của chiều dài cữ trên máy đo độ giãn (Le) (xem hình 4). Ký hiệu sử dụng là phần trăm qui định, ví dụ Rt0.5.
– Giới hạn bền qui định (R1) (Permanent set strength): Ứng suất tại đó, sau khi gỡ bỏ lực, độ giãn dài dư hoặc độ kéo dài dư không vượt quá mức qui định, tính theo phần trăm chiều dài cữ ban đầu (Lo) hoặc chiều dài cữ trên máy đo độ giãn (Le) (xem hình 5). Ký hiệu sử dụng được chỉ định là phần trăm qui định của chiều dài cữ ban đầu (Lo) hoặc của chiều dài cữ trên máy đo độ giãn (Le), ví dụ R1 0.2.
Tuấn Hưng Phát là nhà phân phối độc quyền các sản phẩm như van bướm, van cổng, van một chiều, có độ bền kéo vật liệu cao, đảm bảo độ bền và tính chịu áp lực trong các hệ thống lắp đặt. Để biết thêm chi tiết, vui lòng liên hệ:
Công ty TNHH Thương Mại Tuấn Hưng Phát
Số hotline: 0988.10.33.66
Email: tuanceo@tuanhungphat.vn
Địa chỉ: Số 25 LK13, KĐT Xa la, Phúc La, Hà Đông, Hà Nội