Откройте для себя 12 механических свойств листового металла | MachineMFG

12 Механические свойства листового металла: Необходимые для инженеров и изготовителей

5
(2)

Характеристики листового металла в первую очередь зависят от свойств материала, производственных процессов и оптимизации конструкции. Во-первых, выбор материала листового металла существенно влияет на его эксплуатационные характеристики.

Например, ферритная нержавеющая сталь и аустенитная нержавеющая сталь, благодаря разному содержанию хрома, обладают различной коррозионной стойкостью и механическими свойствами. Листы из алюминиевых сплавов, в зависимости от содержания легирующих элементов, делятся на несколько серий, причем серия 2000 широко используется благодаря своим превосходным комплексным характеристикам.

Кроме того, такие материалы, как SGCC и SECC, отличаются по твердости, пластичности и свариваемости.

С точки зрения производственных процессов, достижения в области технологий обработки листового металла имеют решающее значение для повышения функциональности и безопасности деталей из листового металла. Использование передовых технологий, таких как штамповка с ЧПУ и лазерная резка, позволяет повысить точность и качество деталей из листового металла. Кроме того, контроль над технологическим процессом, таким как холодная штамповка, сварка и покраска, также является ключевым фактором в повышении производительности листового металла.

Оптимизация конструкции - еще один важный аспект улучшения характеристик листового металла. Отказ от плоской конструкции может повысить прочность листового металла, так как чисто плоский металл склонен к деформации под нагрузкой.

Кроме того, определение правильных размеров отверстий, внутренних радиусов и таких деталей конструкции, как высота и радиус гиба, не менее важно для обеспечения точности формы и стабильности конструкции деталей из листового металла.

Механические свойства листового металла

Механические свойства листового металла

① Прочность на разрыв

Прочность на разрыв

Максимальное напряжение, которое испытывает лист металлический материал который проходит перед разрывом, называется прочностью на разрыв. Единицей измерения является Н/мм2 или МПа, и обозначается символом σb. Предел прочности при растяжении - один из показателей общей прочности металла.

② Прочность на изгиб

Прочность на изгиб

Максимальное напряжение, которое испытывает поперечное сечение при приложении нагрузки между двумя точками образца, называется прочностью на изгиб. Единицей измерения является Н/мм2 или МПа, и обозначается символом σbb. Прочность на изгиб - один из показателей общей прочности металла.

③ Прочность на сжатие

Прочность на сжатие

Максимальное напряжение, которое листовой металл Прочность материала на сжатие, которую он может выдержать под давлением без разрушения, называется прочностью на сжатие. Единицей измерения является Н/мм2 или МПа, и обозначается символом σbc.

④ Предел текучести

Предел текучести

Предел текучести обозначает напряжение металлического образца в процессе растяжения, когда нагрузка больше не увеличивается, но образец продолжает деформироваться. Единицей измерения является Н/мм2 или МПа, и обозначается символом σs. Предел текучести - это величина давления в точке текучести.

Для материалов, которые не имеют очевидного предела текучести, пределом текучести часто считается значение напряжения, при котором возникает постоянная деформация 0,2%.

⑤ Прочность на сдвиг

Это максимальная нагрузка на исходную площадь поперечного сечения в зоне сдвига до сдвига образца.

Единица измерения: Н/мм2 или МПа, а символ - στ.

⑥ Предел упругости

Предел упругости

Это максимальное напряжение образца при условии, что после исчезновения внешней силы испытуемый образец деформируется и может восстановить исходное состояние.

Единица измерения: Н/мм2 или МПа, а символ - σe.

⑦ Процент усадки поверхности разрушения

Процент усадки поверхности разрушения

Это процент от первоначальной площади поперечного сечения, которая уменьшается после растягивающей нагрузки.

Символ ψ - это один из пластических индексов материалов.

⑧ Коэффициент удлинения

удлинение трещины

Означает процентное соотношение удлинения материала образца и его первоначальной длины после разрушения.

Удлинение также является одним из пластических показателей материалов и обозначается δ.

⑨ Твердость

Твердость

Он означает способность материала сопротивляться сильному вдавливанию в его поверхность.

Существует три типа твердости: Твердость по БринеллюТвердость по Роквеллу и твердость по Виккерсу.

Как правило, твердость стали увеличивается с ростом содержание углерода в стали.

⑩ Твердость по Бринеллю(HB)

твёрдость по Бринеллю

Одним из способов представления твердости и ее измерения является тест на твердость по Бринеллю. При этом испытании стальной шарик закаливают, а затем вдавливают в поверхность материала под определенной нагрузкой в течение заданного периода времени. Затем рассчитывается отношение приложенной нагрузки к площади вдавливания, и это отношение представляет собой твердость по Бринеллю.

⑪ Твердость по Роквеллу (HR)

Твердость по Роквеллу

Другим методом представления и измерения твердости является тест на твердость по Роквеллу. Этот тест предполагает вдавливание алмазного конуса или стального шарика после закалки в поверхность материала, а затем определение твердости по глубине вмятины.

Твердость по Роквеллу делится на три категории: HRA, HRB и HRC, которые основаны на различных тестах и давлениях.

HRA: Значение твердости достигается путем приложения давления 1470 Н с помощью алмазной головки с углом конуса 120 градусов к испытуемым образцам. Он подходит для измерения поверхностного закалочного слоя, слоя науглероживания и твёрдый сплав материалы.

HRB: Значение твердости достигается путем приложения давления 980 Н к стальному шарику диаметром 1,59 мм. Он подходит для измерения мягких металлов, таких как цветные металлы, отожженная и нормализованная сталь.

КПЧ: Значение твердости достигается путем приложения давления 588 Н с помощью алмазного конуса с углом вершины 120 градусов к испытуемым образцам. Он подходит для измерения твердых металлов, таких как закаленная сталь и сталь с повышенной твердостью.

Диаграмма механических свойств металлов

Для получения таблицы механических свойств металла, включая предел прочности при сдвиге, предел прочности при растяжении, предел текучести, вы можете посмотрите здесь.

Каковы конкретные различия между материалами SGCC и SECC с точки зрения твердости, пластичности и свариваемости?

Различия между материалами SGCC и SECC по твердости, пластичности и свариваемости проявляются следующим образом:

Твердость: Материал SGCC тверже, чем материал SECC. Это может быть связано с процессом восстановительного отжига при горячем цинковании, который делает SGCC немного тверже.

Пластичность: SGCC имеет низкую пластичность. Из-за более высокой твердости SGCC подвержен разрушению или повреждению при штамповке или глубокой вытяжке, поэтому при его применении следует избегать глубокой вытяжки.

Свариваемость: SGCC обладает худшей свариваемостью. Это может быть связано с более толстым слоем цинка, который может легко отслаиваться во время сварки, влияя на качество сварки. В отличие от этого, хотя SECC также является оцинкованным стальным листом, его формуемость и окрашиваемость выше, чем у SGCC, что может косвенно отражать его преимущество в свариваемости.

Какие существуют успешные примеры или теоретические основы для предотвращения деформации плоского листового металла под действием силы путем оптимизации конструкции?

Чтобы избежать проблемы деформации плоского листового металла под действием силы путем оптимизации конструкции, могут быть приняты следующие методы:

Добавьте ребра жесткости: Добавление ребер жесткости в металлический лист позволяет повысить прочность и жесткость металлического листа. Этот метод прост и эффективен и подходит для ситуаций, когда необходимо повысить стабильность конструкции.

Добавьте изгибы, фланцы или подшитые края: Эти технологические операции могут добавить дополнительные слои металла к краям детали из листового металла, тем самым повышая ее прочность на растяжение и сжатие. Этот метод проектирования помогает рассредоточить напряжение, уменьшить локальную концентрацию напряжений, тем самым повышая общую прочность конструкции.

Добавьте рельефные выпуклости за счет формирования волн: Добавление рельефных выпуклостей на поверхность металлического листа позволяет не только улучшить внешний вид, но и повысить несущую способность и устойчивость к деформации металлического листа. Этот метод подходит для сценариев применения с высокими требованиями к структурным характеристикам.

Рациональное структурное проектирование: При проектировании деталей из листового металла необходимо учитывать требования и особенности технологии их обработки, а также размер партии, стоимость и эффективность производства. Рациональное проектирование конструкций является необходимым условием обеспечения высокой прочности и жесткости деталей из листового металла.

Используйте конструкцию на этапе пластической деформации: Согласно теории пластичности, когда местный материал конструкции входит в стадию пластической деформации, напряжение перераспределяется, делая распределение напряжения более равномерным, тем самым улучшая несущую способность конструкции. Поэтому учет при проектировании подходящей пластической деформации может сделать конструкцию более устойчивой под действием сил, избегая деформации, вызванной чрезмерной концентрацией напряжений.

Насколько значимо влияние правильных размеров отверстий, внутренних радиусов, высоты и радиусов изгибов на повышение эксплуатационных характеристик листового металла при его проектировании?

При проектировании деталей из листового металла правильный выбор размера отверстия, внутреннего радиуса, а также высоты и радиуса изгиба существенно влияет на эксплуатационные характеристики листового металла. Во-первых, расположение отверстий должно учитывать влияние производственного процесса. Например, отверстия, расположенные слишком близко к краю, могут деформироваться или даже треснуть из-за растяжения материала, что подчеркивает важность правильной конструкции отверстий для предотвращения производственных проблем.

Кроме того, минимальный размер пробиваемого отверстия зависит от формы отверстия, механических свойств материала и его толщины. Эти факторы необходимо учитывать при проектировании, чтобы процесс пробивки не повредил пуансон и не ухудшил качество конечного продукта.

Высота гиба должна быть как минимум в два раза больше толщины листа плюс радиус гиба. Этот принцип конструкции позволяет обеспечить равномерную пластическую деформацию материала в процессе гибки, тем самым повышая точность и качество деталей из листового металла.

Если по проекту высота прямой кромки должна быть меньше удвоенной толщины листа, следует принять меры для увеличения высоты гиба, чтобы избежать обработки неглубоких канавок в зоне деформации гиба перед гибкой, обеспечивая качество формирования гиба.

Количество операций гибки при изготовлении деталей из листового металла также напрямую влияет на стоимость пресс-формы и точность гибки. Сокращение количества гибочных операций может снизить стоимость пресс-формы и повысить точность гибки, поэтому при проектировании очень важно минимизировать количество гибочных операций.

Кроме того, внешняя форма и внутренние отверстия штампованных деталей не должны иметь острых углов, поскольку острые углы могут повлиять на срок службы пресс-формы. Это еще один важный фактор, который необходимо учитывать при проектировании деталей из листового металла.

Правильный размер отверстия, внутренний радиус, высота и радиус изгиба имеют огромное значение для улучшения характеристик листового металла. Разумно рассчитав эти параметры, можно эффективно избежать производственных проблем, а также повысить качество и точность деталей из листового металла. Одновременно это поможет снизить затраты и повысить эффективность производства.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 2

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

5 комментариев к “12 Mechanical Properties of Sheet Metal: Essential for Engineers and Fabricators”

  1. Правин Кумар

    Приятно иметь всю вашу информацию в моих диктофонах и поделиться всем этим с моими начинающими младшими инженерами. Присылайте мне по электронной почте всю подобную информацию, связанную с машиностроением. Ваши маленькие действия - это большая информация для всех инженеров. Спасибо.

    1. Машиностроение

      Я считаю, что держать адрес нашего сайта в голове лучше, почему бы не поделиться нашим сайтом со своими инженерами.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх