چقرمگی فولاد چیست؟

نغمه

انتشار:

1403/05/10

بروزرسانی:

1403/09/23

چقرمگی فولاد که در لاتین به عنوان Toughness خوانده می‌شود، توانایی جذب انرژی توسط ماده قبل از شکست است. اگر منحتی تنش – کرنش وجود داشته باشد، به راحتی می‌توان میزان چقرمگی را محاسبه کرد. توفنس (Toughness) به عنوان یکی از خواص فیزیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد که معمولاً به مقاومت یک ماده در برابر شکست و خرد شدن تحت تنش‌های مختلف اشاره دارد. این ویژگی نشان دهنده قدرت و توانایی ماده در مقابل اثرات مکانیکی، مانند فشار، کشش، خمش و ضربه می‌باشد. در واقع چقرمگی نشان دهنده انعطاف ، مقاومت و استحکام یک ماده است.

تفاوت چقرمگی با شکل پذیری چیست؟

چقرمگی فولاد با شکل پذیری آن تفاوت‌های زیادی دارد و اگر به نمودار تنش-کرنش دقت کنید متوجه می‌شوید که شکل پذیری به سطح زیر نمودار تا لحظه ناپایداری گفته می‌شود در حالیکه شکل پذیری به میزان کرنشی گفته می‌شود که ماده به شکل پایدار سیلان پلاستیک انجام می‌دهد.

فرمول محاسبه چقرمگی

فرمول محاسبه toughness برای مواد مختلف ممکن است متفاوت باشد، اما به طور کلی می‌توان آن را برابر با توانایی یک ماده برای جذب انرژی قبل از شکستن و یا تغییر شکل به شکل قرینه‌ای تعریف کرد. در فولاد، چقرمگی معادل با مساحت زیر نمودار تنش-کرنش است. به عبارت دیگر، محاسبه چقرمگی معمولاً با محاسبه اندازه مساحت تحت نمودار تنش-کرنش به دست می‌آید.

انواع چقرمگی به چند دسته تقسیم می‌شود؟

چقرمگی از نظر شکل به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:

چقرمگی شکست: چقرمگی شکست یکی از انواع چقرمگی است که به خاصیت ذاتی فولاد و میزان چکش خواری بستگی دارد. روشی کمی برای تعیین مقاومت نسبت به انتشار ترک است و به معیارهایی مانند دما، سرعت و کرنش وابسته است.
چقرمگی ضربه: چقرمگی ضربه توانایی جذب انرژی و مقاومت در مقابل شکست است.
چقرمگی شیاری: چقرمگی شیاری یک نوع شکست مکانیکی است که در آن فولاد به طور نرم و قابل انعطاف تغییر شکل می‌دهد قبل از اینکه شکستگی ایجاد شود. در واقع، ماده به طور پیوسته تغییر شکل می‌دهد تا زمانی که شکست اتفاق بیفتد.

تفاوت چقرمگی فولاد و چکش خواری چیست؟

Toughness به مقاومت یا استحکام مواد تحت فشار و ضربه اشاره دارد، در حالی که hammering به فرآیند ضربه زدن به یک فولاد اشاره دارد. به عبارت دیگر، چقرمگی، خواص فیزیکی ماده است که نشان دهنده توانایی آن در جذب انرژی از ضربه و افزایشات دمایی است، در حالی که چکش‌خواری یک فعل است که به طور خاص به اعمال ضربه زدن بر روی یک سطح مشخص اشاره دارد.

چه عواملی بر چقرمگی فولاد موثر است؟

عوامل زیادی بر چقرمگی فولاد موثر است که می‌توان به جدول زیر اشاره کرد:

عوامل موثر بر چقرمگی فولاد
دما	از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذاری بر چقرمگی فولاد است و با کاهش دما، جذب انرژی فولاد کمتر و چقرمگی کاهش می‌یابد. اگر میزان کاهش دما تا حد زیادی ادامه داشته باشد، فولاد به شکل ترد می‌شکند.
سرعت بارگذاری	سرعت بارگذاری تاثیر مهمی بر toughness مواد دارد. زمانی که مواد به سرعت بارگذاری می‌شوkد، اثرات حرارتی و مکانیکی بر آنها بیشتر می‌شود که ممکن است باعث کاهش چقرمگی آنها شود. به عبارت دیگر، سرعت بارگذاری بالا می‌تواند به خوردگی فولاد و خردشدگی آن منجر شود و این امر باعث کاهش قابلیت تحمل آنها می‌شود. بنابراین، باید مراقب بود که سرعت بارگذاری مطلوبی را برای فولاد انتخاب کنیم تا چقرمگی آن حفظ شود.
کرنش	کرنش یک اثر مهم بر تنش و به ‌تبع بر چقرمگی فولاد دارد. زمانی که یک ماده تحت فشار، کشش یا خمش قرار می‌گیرد، کرنش آن ماده افزایش می‌یابد. اگر کرنش به حدی بالا برود که به ماده اضافی یا خرابی برسد، درآینده قوی تر در برابر فشار و کشش می‌شود و زمانی بیشتری برای شکل‌گیری ترک و شکست خواهد داشت؛ به این ترتیب چقرمگی نیز افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، کرنش می‌تواند تاثیر مستقیم بر چقرمگی فولاد داشته باشد.

چرا چقرمگی در فولاد اهمیت دارد؟

چقرمگی در فولاد اهمیت زیادی دارد زیرا این ویژگی مشخص می‌کند که فولاد در برابر خستگی و شکست چقدر مقاومت دارد. اگر فولاد دچار ترک خوردگی شود و به مرحله شکستگی نرسد، توانایی حمل بار و مقابله با استرس‌های مختلف را خواهد داشت. بنابراین، برای محصولاتی که به شکست و تاب‌آوری وابسته‌اند، (مانند سازه‌های ساختمانی ) چقرمگی بسیار اهمیت دارد.

سخن پایانی

چقرمگی فولاد از عوامل مهم در انتخاب متریال سازه‌ها است. چقرمگی فولاد با انجام سه تست شکست، ضربه و شیاری مشخص می‌شود. چقرمگی فولاد به سه عامل مهم دما، سرعت بارگذاری و کرنش بستگی دارد که در این مقاله به شرح و بررسی آن پرداختیم. یکی از محصولاتی که ما در آسن ارائه می‌دهیم میلگرد ظفر بناب است. میزان چقرمگی میلگرد ظفربناب بستگی به جنس مواد اولیه و فرآیند تولید آن دارد. اما به طور کلی، این میلگرد به عنوان یکی از مواد ساختمانی مقاوم و با تحمل بالا شناخته می‌شود و به طور متوسط چقرمگی خوبی دارد و برای خرید این محصول می‌توانید با اطمینان کامل اقدام کنید. توجه داشته باشید که قیمت میلگرد ظفر بناب به صورت روزانه درکانال تلگرام درج می‌شود.