آزمون‌های خواص مکانیکی ورق استیل

خواص مکانیکی ورق استیل از جمله مشخصه‌هایی است که باعث کاربرد گسترده ورق استیل در صنعت شده است. خواص مکانیکی ورق استیل شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسته، چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزشی است که این موارد تعیین کننده رفتار ورق استیل در شرایط تحت بار خواهند بود. در این مقاله از استیل رخ قصد داریم به بررسی خواص مکانیکی ورق استیل و تست‌های مورد نیاز مانند تست کشش، تست فشار و … بپردازیم.

کنترل کیفیت ورق استیل با تست غیر مخرب

قبل از استفاده از کلیه محصولات استیل، نیاز است تا تست‌هایی بر روی آن‌ها انجام شود تا تاییدیه لازم برای ورود به چرخه صنعت را بگیرد. خواص مکانیکی ورق استیل نیز از جمله مواردی هستند که باید تحت بررسی قرار گیرند. تست‌های غیر مخرب متعددی برای بررسی احتمال وجود عیب و ترک در ورق استیل وجود دارد اما این تست‌ها نمی‌توانند اطلاعاتی در مورد همه خواص مکانیکی ورق استیل ارائه دهند.

تست‌هایی مانند تست رادیوگرافی، اولتراسونیک، الکترومغناطیس، ذرات مغناطیسی، مایع نافذ و تست نشتی از جمله تست‌های غیر مخرب هستند که کاربرد فراوانی در زمینه کنترل کیفی دارند. قطعات تست شده به این روش‌ها می‌توانند پس از تست کاربرد داشته و در محل مورد نظر استفاده شوند.

خواص مکانیکی ورق استیل

خواص مکانیکی ورق استیل به مجموعه‌ای از پارامترها مانند سختی، استحکام و … گفته می‌شود. این اطلاعات قبل از استفاده‌ی ورق استیل در کاربری‌های صنعتی باید تحت بررسی قرار بگیرند. برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل تست‌های مختلفی وجود دارد. اغلب این تست‌ها مخرب هستند و قطعات مورد بررسی را نمی‌توان پس از تست مورد استفاده قرار داد. برای مثال تست سختی سنجی یک تست غیر مخرب برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل است. در ادامه به بررسی برخی از تست‌های مرسوم برای شناخت خواص مکانیکی ورق استیل می‌پردازیم.

استحکام کششی نهایی، تنش تسلیم، تنش شکست و … را می‌توان از تست کشش به دست آورد.

تست کشش چیست؟

از جمله تست‌های بسیار رایج برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل تست کشش است. تست کشش برای تعیین رفتار ورق استیل تحت تنش‌های کششی انجام می‌شود. با انجام تست کشش می‌توان به برخی از خواص مکانیکی ورق استیل دست یافت. استحکام کششی نهایی، تنش تسلیم، تنش شکست و میزان تغییر شکل را می‌توان از تست کشش به دست آورد. تست کشش در دماهای مختلفی انجام می‌شود. برخی از آلیاژها را باید در دمایی حدود 1000 درجه سانتی‌گراد مورد بررسی قرار داد. برای انجام این تست‌ها در دمای بالا نمی‌توان از دستگاه‌های تست کشش معمولی استفاده کرد.

برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل و استفاده از تست کشش نمونه‌های مورد بررسی برای تست، از استاندارد ASTM آماده می‌شوند. طبق این استاندارد باید نمونه‌ها در ابعاد مشخصی تهیه شوند تا بتوان پارامترهای موثر را به درستی بررسی کرد.

تست فشار: تست فشار نیز از جمله تست‌هایی است که می‌توان توسط آن خواص مکانیکی ورق استیل را بررسی کرد. تست فشار برای بررسی مواردی است که قطعه تحت تنش‌های فشاری قرار می‌گیرد. برای مثال در فرآِیندی مانند اکستروژن، مواد تحت تنش‌های فشاری قرار می‌گیرد و برای بررسی رفتار سیلان مواد می‌توان از این آزمایش استفاده کرد.

تست ضربه چیست؟

این تست یکی از تست‌هایی است که برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل انجام می‌شود. تست ضربه توانایی استیل برای جذب انرژی در هنگام ضربه و شکست با سرعت بالا را اندازه گیری می‌کند. دو روش چارپی charpy و آیزود aizod برای تست ضربه وجود دارند که مطابق استاندارد هرکدام از این تست‌ها نمونه‌ مورد نظر ساخته شده و قطعه مورد تست ضربه قرار می‌گیرد.

تست ضربه توانایی استیل برای جذب انرژی در هنگام ضربه را اندازه گیری می‌کند.

تست سختی؛ آزمونی غیر مخرب:

تست سختی نیز از جمله تست‌های بسیار رایج برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل است. در این تست میزان فرورفتگی ورق استیل در اثر اعمال یک بار بر روی نمونه اندازه گیری می‌شود. در اثر اعمال نیرو توسط دستگاه سختی سنج، یک اثر بسیار ریز بر روی قطعه به جا می‌ماند. هرچه سطح مقطع این اثر کمتر باشد، استیل مورد بررسی سخت‌تر است.

روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری سختی وجود دارد. هرکدام از روش‌ها ساچمه‌ای مخصوص دارد که اثر متفاوتی بر روی قطعه می‌گذارند. تست‌های سختی سنجی برینل، راکول بی، راکول سی و ویکرز از تست‌های سختی سنجی است که بر روی قطعات فلزی انجام می‌شوند.

تست سختی را می‌توان به صورت پرتال یا سیار نیز انجام داد. این مورد برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل در ابعاد بزرگ است که نمی‌توان آن‌ها را زیر دستگاه تست سختی قرار داد. در این دستگاه‌ها به جای بررسی عمق نفوذ اثر ساچمه بر روی استیل، سرعت بازگشت ساچمه را اندازه می‌گیرد و به این روش میزان سختی قطعات را گزارش می‌دهد.

نمونه ای از تست‌های بررسی خواص مکانیکی ورق استیل

خزش و خستگی

تست خزش: برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل در دمای بالا، تست خزش انجام می‌شود. خزش به تغییرشکل مواد در دمای بالا تحت تنش ثابت گفته می‌شود. این تست برای بررسی خواص مکانیکی ورق استیل برای برخی از آلیاژهای استنلس استیل که در دمای بالا کار می‌کنند بسیار اهمیت دارد.

تست خستگی: این تست برای تعیین خواص مکانیکی ورق استیل تحت بارهای متناوب یا سیکلی است. بار متناوب یا سیکلی، باری است که در دو جهت مخالف اعمال می‌شود. برای مثال درباره بارهای متناوب می‌توان به شرایط کاری فنر فولادی اشاره کرد. پس از انجام تست خستگی، می‌توان تعداد سیکلی که استیل می‌تواند تحت تنش و بار معینی بصورت تناوبی تحمل کند را مشخص کرد.

سخن آخر

بررسی خواص مکانیکی ورق استیل را می‌توان یکی از مهم‌ترین اقدامات برای کنترل کیفیت ورق استیل دانست. دانستن پارامتر‌هایی مانند استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی ، سختی و … می‌تواند برای تصمیم گیری در طراحی و استفاده از آلیاژهای مختلف اهمیت فراوانی داشته باشد. برای داشتن اطلاعات درباره خواص مکانیکی ورق استیل تست‌هایی وجود دارند که می‌توانند اطلاعات مفیدی از جمله تنش تسلیم، تنش شکست و .. را در اختیار ما قرار دهند.