Você já se perguntou como a precisão dos testes de alongamento de metal afeta o desempenho do material? Este artigo explora vários parâmetros de alongamento, a importância de selecionar extensômetros adequados e métodos para melhorar a precisão da medição. Ao compreender esses aspectos, você pode garantir resultados confiáveis na avaliação das propriedades mecânicas dos metais. Mergulhe no assunto para saber como minimizar erros e otimizar seu processo de teste para uma melhor avaliação do material.
O alongamento e a redução da área de materiais metálicos podem fornecer informações específicas sobre as características dos materiais.
O alongamento é um conceito amplo que engloba vários parâmetros, como o alongamento total da força máxima (alongamento uniforme), o alongamento após a fratura, o alongamento do ponto de escoamento, o alongamento plástico da força máxima, o alongamento total da fratura etc. Cada um desses parâmetros reflete diferentes características do material.
Por exemplo, o alongamento após a fratura considera a capacidade de deformação plástica uniforme e a capacidade de deformação local (necking) de materiais metálicosenquanto o alongamento total da força máxima (alongamento uniforme) reflete com mais precisão a capacidade de deformação plástica uniforme dos materiais metálicos com características de endurecimento por deformação do que o alongamento após a fratura.
Assim, o alongamento é amplamente usado como um índice crucial para medir a propriedades mecânicas do metal materiais.
Este artigo descreve os principais aspectos do uso de extensômetros comuns no teste de propriedade de tração. Ele destaca as diferenças e os efeitos de diferentes instrumentos durante o processo de teste e examina os métodos para melhorar a precisão do teste de alongamento de metal, ao mesmo tempo em que adere aos requisitos de precisão da norma para os resultados do teste.
O alongamento é um item de teste convencional para materiais metálicos em agências de teste terceirizadas. O teste de tração para materiais metálicos é realizado usando uma máquina de teste universal controlada por microcomputador. O alongamento dos materiais é determinado pela medição da deformação permanente do material na fratura.
No entanto, há vários métodos para medir a deformação.
Para garantir a precisão do processo de teste e obter resultados corretos, deve-se prestar atenção aos seguintes aspectos.
Os materiais a serem testados podem ser amplamente divididos em metais e não metais, e as condições produzidas por esses materiais durante o processo de tração são distintas.
Embora alguns nãomateriais metálicos Embora alguns materiais metálicos apresentem boa resistência e produzam vibrações mínimas durante a fratura, permitindo assim o uso de um extensômetro de fixação para garantir a precisão do teste, alguns materiais metálicos produzem vibrações significativas durante a fratura. Essa vibração pode resultar no deslocamento incontrolável do extensômetro fixado, levando a imprecisões nos resultados do teste.
Para medir o alongamento após a fratura de materiais metálicos, as amostras fraturadas são emendadas e um paquímetro é usado para medir a deformação final. No entanto, devido ao processo de deformação irregular da fratura do metal, podem ocorrer lacunas na emenda, resultando em um valor aproximado próximo à deformação real.
Ignorar a influência da deformação irregular e das lacunas de emenda pode afetar significativamente a precisão do teste. Além disso, o inspetor pode não conseguir garantir o posicionamento preciso do calibrador e da referência devido à limitação da resolução do olho humano, e a localização da fratura afetará significativamente a precisão do teste.
Portanto, a precisão do alongamento após os testes de fratura é normalmente muito menor do que a do paquímetro. Os laboratórios geralmente usam um calibrador com precisão de 0,02 mm para reduzir os erros de medição.
Outros parâmetros, como o alongamento do ponto de escoamento, a força máxima, o alongamento total etc., podem ser testados com um fixação extensômetro.
Nos testes de propriedades mecânicas de materiais metálicos, os extensômetros são frequentemente empregados para medir a deformação do material.
Atualmente, há três tipos comuns de extensômetros: mecânicos, ópticos e eletromagnéticos. Desses, os extensômetros mecânicos são os mais comuns e podem ser categorizados em extensômetros de grande deformação, de metal e totalmente automáticos.
Para medir a deformação, esses extensômetros devem ser fixados na superfície da amostra. Os extensômetros de metal requerem um elástico para instalação e fixação, e os três pontos a seguir devem ser levados em consideração:
Primeiramente, o elástico deve ter elasticidade moderada e ser esticado até cerca de 80% de seu comprimento máximo ou aproximadamente quatro vezes seu comprimento original antes do uso.
Em segundo lugar, o enrolamento deve ser reto, e a força resultante do enrolamento deve ser perpendicular à amostra e em linha reta com o fio da navalha. Caso contrário, haverá uma força componente puxando o braço do extensômetro e causando uma rotação inesperada, o que afetará diretamente a direção da curva de teste.
Em terceiro lugar, a distância do medidor deve ser precisa. Durante a instalação, certifique-se de que os dois braços do extensômetro estejam abertos para a haste de posicionamento sem pressão, deixando uma folga de cerca de 1 mm.
Em geral, os extensômetros de grande deformação são projetados especificamente para materiais não metálicos com grande elasticidade, como a borracha. Esses extensômetros podem medir deformações de até 80 cm com uma precisão de 0,008 mm.
A deformação máxima que pode ser medida com extensômetros de metal é geralmente de 25 mm, com uma precisão de teste de 1,5 μm.
Esses dois tipos de extensômetros são os mais usados atualmente, graças à sua alta relação custo-benefício e ampla gama de aplicações.
Entretanto, eles também têm certas limitações:
O extensômetro de grade apresenta precisão rápida e de alta resolução, capaz de atingir 1 μm. Atualmente, ele é considerado a melhor ferramenta para medir o alongamento.
No entanto, o preço relativamente alto desses extensômetros significa que eles não costumam ser incluídos como equipamento padrão nos dispositivos de medição em geral.
O extensômetro é um dispositivo fundamental que mede a deformação axial e radial entre os comprimentos de medição dos corpos de prova.
Os parâmetros típicos medidos com um extensômetro incluem alongamento, coeficiente de Poisson, índice de endurecimento por tensão de tração, coeficiente de deformação plástica, entre outros.
O uso de ferramentas e métodos adequados durante o processo de medição pode minimizar os erros de medição. É importante não apenas priorizar a precisão dos instrumentos de teste, mas também seguir métodos de teste padronizados durante o processo de teste real.
Fig. 1 Aparência de dois tipos de extensômetros comuns
Atualmente, dois tipos de extensômetros são comumente usados em laboratórios: extensômetros de grandes deformações e extensômetros de metal, conforme ilustrado na Fig. 1.
Os extensômetros de metal têm um comprimento de calibre (comprimento de calibre original) de 25, 50 e 100 mm e podem suportar uma deformação de 10 mm.
Ao medir o alongamento após uma fratura de metal, não é recomendável usar um extensômetro, pois a fratura produz muita vibração, o que pode afetar a precisão do extensômetro. Os extensômetros só devem ser usados para medir o alongamento antes da fratura, como o alongamento do ponto de escoamento.
O extensômetro de grande deformação tem uma deformação máxima de 80 cm, e o comprimento original do medidor pode ser ajustado conforme necessário. Esse tipo é ideal para medir o alongamento de plásticos, borracha e fita. Entretanto, amostras finas, como filme plástico, não são adequadas devido ao peso morto do extensômetro, que pode danificar a amostra quando fixada.
A medição manual com paquímetros tem uma precisão de 0,02 mm, enquanto a precisão da medição do extensômetro é de 0,0015 mm, que é mais de dez vezes maior.
No entanto, no GB/T 228.1-2010, os resultados do teste exigem o arredondamento do alongamento do ponto de escoamento para 0,1% e outros alongamentos, inclusive o alongamento após a fratura, para 0,5%. Os resultados finais de ambos os métodos são praticamente idênticos após o arredondamento.
Portanto, é evidente que, quando a precisão do equipamento atende aos requisitos necessários, a precisão do teste será afetada pela precisão do extensômetro.
(1) Atualmente, há um número crescente de extensômetros disponíveis no mercado, e sua precisão está melhorando.
No entanto, cada extensômetro tem suas próprias limitações e uso, que são bastante óbvios.
Portanto, é essencial compreender as características de medição do extensômetro usado no teste, utilizar suas vantagens de forma razoável, evitar suas limitações e escolher instrumentos de medição adequados com base em diferentes itens de teste.
(2) O extensômetro tem um impacto significativo nos resultados da medição do alongamento do metal. No entanto, não é o extensômetro com alta precisão que pode garantir resultados de teste precisos.
É necessário escolher instrumentos de medição apropriados com base em diferentes materiais de teste para obter resultados de teste precisos.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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