فهرست موضوعات
رفتار تنش-کرنش کربن استیل و استنلس استیل
رفتار تنشی-کرنشی استنلس استیل از خیلی جهات با رفتار فولادهای کربنی متفاوت است. مهمترین تفاوت در شکل منحنی تنش-کرنش آنها است. در حالی که فولاد کربنی معمولاً رفتار کشسانی یا الاستیک خطی تا مرز تنش تسلیم و یک حالت ثابت و بدون تغییر تا قبل از سختی کرنشی از خود نشان می دهد، ولی منحنی استنلس استیل پاسخ یا نمایش منحنی تر و دایره ای تری دارد بدون هیچگونه تنش تسلیم مشخص و موجهی. به شکل زیر توجه کنید:
منحنی های تنش کرنش استنلس استیل و کربن استیل
(δ0.2 عبارت است از 0.2 درصد استحکام ثابت، E مدول یانگ است)
(توجه: این مقادیر معمولاً آزمایشی است و نباید در طراحی مورد استفاده قرار گیرند.)
استحکام های تسلیم برای استنلس استیل معمولاً بر مبنای 0.2 درصد استحکام ثابت بیان شده است بدین معنا که این استحکام تحت کرنش 0.2 درصدی دائمی خمیده می باشد.
مقایسه مشخصات مکانیکی استنلس استیل و کربن استیل
(%) Elongation | Young’s Modulus | Ultimate tensile strength(N/mm2) | Design strength(N/mm2) | Grade |
Stainless steel | ||||
45 | 200000 | 520 | 210 | 304 |
40 | 200000 | 520 | 220 | 316 |
Carbon steel | ||||
22 | 205000 | 410 | 275 | S275 |
22 | 20500 | 490 | 355 | S355 |
در ارتباط با شکست ترد اعمال شونده به استنلس استیل هیچگونه محدودیتی در ضخامت وجود ندارد؛ محدودیت ها برای کربن استیل به لحاظ چقرمگی فوق العاده استنلس استیل کارایی و کاربردی ندارند. گریدهای آستنیتی در دماهای پایین حالت گذار نرم به ترد ناشی از استحکام ضربه ای را نشان نمی دهند.
استنلس استیل ها به لحاظ داکتیلیتی عالی و ویژگی های کار سختی یا سختی کرنشی شان می توانند بدون شکستگی به طور قابل ملاحظه ضربه ها را جذب نمایند.
مقایسه رفتار ساختاری استنلس استیل با کربن استیل
علل عمده در تفاوت رفتار ساختاری میان اعضای خانواده کربن استیل با اعضای خانواده استنلس استیل عبارتند از:
-منحنی تنش-کرنش برای استیل نسبت به منحنی کربن استیل در قسمت تنش خیلی پایین تر از مسیر خطی بودن حرکت کرده و خارج می شود.
-استنلس استیل ها داکتیلیتی بزرگتر و ظرفیت و قابلیت بیشتری برای کار سختی نسبت به کربن استیل ها دارند.
-استاندارد متریال برای استنلس استیل ها با کاهش تنش کم می شود برخلاف کربن استیل ها که ثابت است.
-تنش های باقی مانده ناشی از عملیات ساخت در استنلس استیل ها بیشترند تا در کربن استیل ها. در نتیجه منحنی های مختلف پیچش یا کمانش برای کربن استیل مورد نیاز است. این امر در موارد زیر کاربرد دارد:
* کمانش موضعی در پلیت برای المان های تحت فشار
* کمانش موجی و نرم (خمشی)، کمانش پیچشی، کمانش خمشی-پیچشی برای اعضای تحت فشار محوری
* کمانش جانبی-پیچشی برای تیرها همراه با فلنج های تحت فشار نامحدود