Saya membutuhkan batang datar baja 1/4 "x 1 1/2" x 80 ". Saya akan menghilangkan detail untuk apa saya memerlukannya karena pertanyaan ini pada dasarnya menanyakan komposisi mana yang menghasilkan baja yang lebih kuat.
www.discountsteel.com memiliki berbagai macam batang baja, tetapi saya tidak yakin bagaimana cara membaca peringkat mengenai kekuatan dan kekerasan tarik. Berikut ini semua produknya:
Stainless Steel Baja
Canai Dingin Baja
Canai Panas
Jika Anda mengklik tab Spesifikasi bahan ASTM di bagian bawah halaman dan gulir ke bagian bawah, Anda akan melihat data mekanis yang saya punya pertanyaan berikut:
Pertama, apa itu " kekuatan tarik minimum "? Stainless steel 304 memiliki minimum 75, tetapi canai panas dan canai dingin tampaknya memiliki kisaran masing-masing 58-80 dan 55-70. Mengapa stainless memiliki nomor tunggal dan yang lain memiliki rentang? Mengapa dikatakan minimum ? Apakah angka yang lebih tinggi berarti baja yang lebih kuat?
Apa itu kekuatan hasil minimum?
Kedua adalah skala kekerasan yang menggunakan skala Rockwell yang saya telah melihat sedikit. Peringkat tahan karat untuk 304 adalah 88, tetapi peringkat untuk linting panas adalah B76. Untuk cold-rolled, sepertinya dipecah menjadi dua: Hot rolled adalah B67-B80 dan cold draw adalah B80-B90. Ini membingungkan saya bahkan lebih karena ini terlihat seperti baja digulung dingin digulung panas? Mengapa peringkat stainless hanya 88 sedangkan yang lain tampaknya rentang dan menggunakan skala B? Apakah stainless hanya default ke skala karena hanya diwakili oleh angka mentah?
Jawaban:
OK, beberapa definisi:
Kekuatan luluh adalah jumlah gaya yang diperlukan untuk menyebabkan baja menghasilkan, yang berarti cacat secara permanen (yaitu peregangan permanen).
Kekuatan tarik (alias "kekuatan pamungkas") adalah jumlah gaya yang diperlukan untuk menyebabkan baja benar-benar pecah. Ini akan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan luluh.
Minimum hanya berarti bahwa baja akan sekuat itu.
Kekerasan adalah ukuran seberapa tahan baja terhadap goresan dan penyok. Untuk penggunaan struktural mungkin tidak penting, tetapi akan penting jika Anda mencari hasil akhir yang tahan lama, misalnya bagian atas meja kerja atau titik bantalan pahat.
Kekakuan (Anda tidak bertanya tentang ini, tapi itu cara lain untuk melihat kekuatan suatu material) adalah ukuran seberapa banyak sesuatu membelokkan ketika Anda memaksakannya. Paduan baja cenderung sangat mirip dalam hal ini.
Seperti yang Anda lihat, "terkuat" tidak benar-benar memiliki definisi spesifik, itu tergantung pada apa yang Anda cari.
Berikut ini analogi untuk perbedaan antara hasil dan kekuatan tarik: Bayangkan Anda memiliki pegas. Anda menariknya sedikit, dan ketika Anda melepaskannya kembali ke bentuk aslinya. Ini adalah "deformasi elastis", dan tidak ada kerusakan yang terjadi. Sekarang Anda menarik keras pada pegas dan tidak kembali ke bentuk aslinya. Bahan telah menghasilkan dan Anda memiliki "deformasi plastis". Ini mungkin atau mungkin tidak dianggap "gagal", tergantung pada aplikasi. Sekarang tarik sangat keras dan pegas putus. Itulah kekuatan utama. Jelas musim semi telah gagal sekarang.
Adapun rentang: "baja" adalah nama non-spesifik untuk beberapa paduan dan dapat dibuat dalam beberapa tingkatan, maka rentang yang Anda temukan. Bahan biasanya ditunjuk dengan nomor paduan. "Cold rolled" dan "hot rolled" adalah metode untuk membentuk baja, dan tidak benar-benar memberi tahu Anda apa pun tentang kekuatannya.
Saya juga harus menunjukkan bahwa semua sifat yang saya sebutkan adalah untuk bahan baja itu sendiri. Jika Anda ingin mengetahui perilaku sepotong baja yang sebenarnya, Anda perlu mengetahui material dan bentuknya.
sumber
Semua baja memiliki Modulus Young 200 GPa (29.000 ksi) (Ini adalah kemiringan dari bagian lurus grafik). Kekuatan Tertinggi berjalan dari 300 - 400 MPa (mengintip grafik), dan Yield biasanya sekitar 200 MPa (Di mana lurus menjadi melengkung).
Di mesin uji, Anda dapat meregangkan dan mengecilkan batang baja ke atas dan ke bawah bagian lurus grafik itu selamanya (Ya, kelelahan akan menendang ke dalam). Tetapi begitu Anda masuk ke bagian melengkung, pembongkaran akan mengikuti jalur yang berbeda (Lihat garis putus-putus).
Untuk keperluan struktural Kekuatan luluh adalah faktor pembatas. Dengan kata lain, Anda ingin desain Anda menjadi terbatas sepenuhnya pada daerah elastis (lurus) dari grafik Stres / Strain. Jika Anda masuk ke wilayah plastik, Anda secara permanen merusak material. (Meskipun desainer pesawat terbang dengan baik ke wilayah plastik karena alasan berat).
Satu-satunya alasan untuk membeli Stainless Steel adalah karena Anda membutuhkan properti stainless (yaitu selesai bekerja). Itu terlalu mahal. Untuk sebagian besar tujuan, langkah-langkah perlindungan karat normal sudah cukup (Seperti penutup dan perawatan cat yang tepat, atau bahkan pelapisan krom untuk permukaan yang sudah jadi). Baja tahan karat memiliki Modulus Young yang lebih rendah, dan akan berubah bentuk lebih banyak pada beban rendah. Namun, "Daya Tarik" ini membuatnya lebih sulit (tapi tidak lebih kuat!). Pikirkan tentang mematahkan ranting kering vs. ranting hijau.
Kekerasan tidak relevan untuk tujuan struktural. Ini menjadi faktor dalam pembuatan alat dan desain alat berat, tetapi tidak untuk aplikasi bantalan beban sederhana.
EDIT:
Kekakuan / Elastisitas.
Pertama kita perlu mendefinisikan regangan sebagai (Panjang deformasi) / (panjang asli). Ini adalah kuantitas tanpa dimensi, tetapi Anda dapat menggunakan mm / mm atau in / in jika Anda ingin memikirkannya seperti itu. Anda juga bisa menganggapnya sebagai% stretch / 100 (Yaitu, diukur sebagai PerUnit daripada PerCent - basis 1 daripada 100)
Sekarang kami mendefinisikan stres sebagai gaya yang diterapkan pada area penampang. Pikirkan tentang itu. Semakin banyak kekuatan, semakin banyak regangan. Semakin tebal bilah, semakin tahan untuk meregangkan. Jadi Stres adalah kombinasi dari dua faktor ini.
Persamaan deformasi adalah Stres = E * Strain, di mana E adalah Modulus Young, atau Modulus elastisitas. Ini memiliki unit tekanan - Umumnya dinyatakan dalam GPa (Kn / mm ^ 2) atau Kpi (Kilopounds-force per inci persegi).
Jadi kawat 1 mm ^ 2 akan berlipat ganda jika diisi dengan kekuatan 200 Kn - Sebenarnya itu akan pecah jauh sebelum itu.
Pembengkokan:
Ini rumit, dan kita perlu mencari tahu momen kedua dari luas penampang. Untuk sebuah persegi panjang, ini adalah I = bh ^ 3/12 di mana b adalah dimensi horizontal, dan h adalah dimensi vertikal. Ini mengasumsikan bahwa bebannya turun. Jika Anda memuat secara horizontal, maka tentukan vertikal dan horizontal dalam hal arah gaya.
Sekarang kita perlu membangun fungsi memuat. Ini adalah fungsi matematika yang mendefinisikan gaya pada setiap titik pada balok.
Integrasikan fungsi itu. Hasilnya adalah fungsi geser.
Integrasikan lagi. Hasilnya adalah Fungsi Momen Bending.
Lipat gandakan dengan 1 / EI (modulus Young * Momen Inersia) Faktor ini memperhitungkan Properti Material, dan properti Geometrik.
Integrasikan lagi. Hasilnya adalah Fungsi Sudut Lendutan (dalam Radian)
Integrasikan lagi. Hasilnya adalah fungsi defleksi absolut. Sekarang Anda dapat memasukkan x (jarak dari tempat asal) dan menerima defleksi dalam unit apa pun yang bekerja dengan Anda.
sumber