技术指南
总体难度索引可提供材料选择过程的重要洞察力
设计师在比较合金时必须考虑强和疲劳抗药难度可以用不同方式测量,例如CharpyV-Notch撞击能、平面阵列硬性、无名Izud撞击能d/dn裂变增速率 受压力控制区 等不幸的是,这些选择可能耗时并导致混合结果
举例说,在实践中,单强合金属性常在强度和疲劳抗力比较缩小场后考虑可能很重要的其他强度测量可能被忽略或仅用作破解绑定器
此类缺陷证明单片需求整体性强性测量可结合强度和疲劳抗药作用 帮助物料比较选择理想硬度测量必须易计算并必须完全表示每一合金的总体硬性
文章讨论一个新的整体性“宽度索引”,它把三种强度度合并成单参数,可图形比较合金
古德曼图
今日计算机可简化合金选择,图形比较方法仍然有用比较有帮助图形方法之一 进化于19晚线程上20线程数世纪古德曼图显示安全设计信封使用抗拉旋转弯曲疲劳数据说明,如图所示微博开工古德曼图数个不同的合金可相互画上最大安全设计信封合金选择应用
注意古德曼图不包括强度因为在二战前 硬性是一个定性评估以延时或减法测量容积同强度并用以定性度量合金的坚硬性高脉冲高强度材料被认为比高脉冲低强度材料强由二战期间启动的CharpyV-Notch撞击测试研究结果 强性测量成为重要设计参数
硬性度量
坚硬性通常被描述为物质在骨折前可承受的破坏量,它被定义为抗拉测试下应力-阵列曲线下的区域简单近似应力阵列下区域由 :
受压力-压力曲线下面积=%延展x(YS+UTS)
实中,该度表示静态加载条件下无缺陷合金的硬性
但在现实世界中,强性视加载条件(静态、动态或撞击)和损耗类型(法例或节点)以不同方式测量动态条件和缺陷或裂缝效果必须加以考虑时,CharpyV-Notch撞击能(显示批注效果和撞击加载)和断裂难度(表示合金可容忍临界裂缝大小)常得到考虑
硬性索引
开发出新强性指数 有效结合三大常用强性测量法
受压区曲线
CharpyV-Notch硬性
断裂硬性 K内监局
单索引有效,因为它测量整体硬性a合金各种加载条件下,有缺陷和无缺陷
硬性索引包含不同的强性度量实用性的原因是:(a)不过分权衡强度尺度;(b)比较容易从现成数据计算
此外,它满足第一个平衡标准,基本将强性指数中包含的所有强性度量都“规范化”,接近同值以这种方式避免过重强度测量
正常化程序
程序正常化出自机械特性分析CartechAerMet-100合金.合金被视为基准合金,因为它结构钢强度强和断裂强度高并显示于表1Cartech AerMet百合平均246ksi增产强度,287ksi终极抗拉强度和16.1%递延强度120ksiCVN撞击能量35平方公尺
表1CartechAerMet合金家族的机械性能与mariging、tiaum和43 340合金
CarTechAerMet |
Cartech Nimark合金/marage家庭 |
||||||
属性 |
900摄氏度 |
875FGE |
marage350 |
||||
Y.S.树西市 |
246.0 |
258.0 |
275.0 |
314.0 |
249.9 |
281.6 |
336.4 |
U.T.S.树西市 |
287.0 |
302.0 |
315.0 |
352.0 |
258.6 |
291.0 |
343.6 |
龙市(%) |
16.1 |
14.2 |
14.5 |
11.3 |
10.7 |
8.6 |
6.1 |
R.A.(%) |
汉城 |
63.8 |
63.0 |
55.2 |
51.1 |
40.8 |
22.2 |
KIC系统1/2) |
120.0 |
98.7 |
65.0 |
31.5 |
91.5 |
67.7 |
38.5 |
CVNIEft-lb. |
35.0 |
30.0 |
20.0 |
10.8 |
20.5 |
18.5 |
10.0 |
模模s6) |
28.2 |
27.9 |
27.9 |
27.9 (est.) |
27.0 |
27.5 |
27.0 |
密度/内3) |
0.285 |
0.285 |
0.288 |
0.284 |
0.289 |
0.289 |
0.292 |
受压力区 strain曲线 |
4291 |
3976 |
4278 |
3763 |
2720 |
2462 |
2074 |
fatigue压力 10点7循环运行 R=-1,Kt=1 |
137 |
137 |
150 |
143 |
110 |
128 |
112 |
硬性索引 |
103 |
89 |
69 |
43号 |
67号 |
57号 |
36号 |
特殊强点 (U.T.S./density) |
10007 |
1060 |
1094 |
1239 |
895 |
10007 |
1177 |
纵向定向
CarTechAerMet |
Ti合金 |
4340家庭 |
||||||
属性 |
900摄氏度 875FGE |
875FGE 875FGE |
Ti 10-2-3 |
|||||
Y.S.树西市 |
246.0 |
258.0 |
275.0 |
314.0 |
174.5 |
162.0 |
225.0 |
243.0 |
U.T.S.树西市 |
287.0 |
302.0 |
315.0 |
352.0 |
185.0 |
173.5 |
269.0 |
287.0 |
龙市(%) |
16.1 |
14.2 |
14.5 |
11.3 |
8.5 |
12.5 |
12.0 |
九点八 |
R.A.(%) |
汉城 |
63.8 |
63.0 |
55.2 |
17.5 |
52.0 |
40.0 |
35.0 |
KIC系统1/2) |
120.0 |
98.7 |
65.0 |
31.5 |
49.6 |
39.1 |
70.0 |
50.0 |
CVNIEft-lb. |
35.0 |
30.0 |
20.0 |
10.8 |
22.0 |
18.5 |
18.0 |
18.0 |
模模s6) |
28.2 |
27.9 |
27.9 |
27.9 |
16.0 |
16.0 |
30.0 |
29.0 |
密度/内3) |
0.285 |
0.285 |
0.288 |
0.284 |
0.168 |
0.160 |
0.283 |
0.283 |
受压力区 strain曲线 |
4291 |
3976 |
4278 |
3763 |
1528 |
2097 |
2964 |
2597 |
fatigue压力 10点7循环运行 R=-1,Kt=1 |
137 |
137 |
150 |
143 |
120 |
102 |
79 |
85 |
硬性索引 |
103 |
89 |
69 |
43号 |
46号 |
45码 |
61号 |
52 |
特殊强点 (U.T.S./density) |
10007 |
1060 |
1094 |
1239 |
1101 |
1084 |
951 |
1014 |
纵向定向
CarTechAerMet100合金三大强性值显然大相径庭CVN撞击能和断裂强度值与4291应力压强曲线下面积比较(计算为16.1x[246+287]/2)简单乘以这三个值或算术平均值形成强性指数,显然可使受压区曲线支配
CarTechAerMet100合金数据检验后,CVN撞击能和应力矩形下区域似可归并大致与断裂强度相似,简单乘法或分法如下计算所示:
CVNIEx3=noral化CVN=35x3=105
压力-压力曲线/50=`适配'区=4291/50=85.8
断裂硬性=120ksi
注意规范化措施现在同值可平均获取平均硬性值骨折硬度支配三大标准算术平均值 因为它是三大数范围中最高值
取立方根乘以三大归并值将计算出产品的几何均值几何平均值定义为N级Throot产品N级词性 :
几何均值=N级Xlx2xx3x.Xn
几何平均值常用于计算几何生长度量平均值城镇人口增长是几何增长实例如果人口在10年期间从250 000人增长到500 000人,五年平均人口算法平均375 000人。几何平均值为平方根250,000x500,500,000或353,553下位数比较现实
三维标准硬度度量法几何均值有助于均衡权度每项标准硬度度量法几何平均值将给合金总体强性带来更现实或保守值因此,它可起硬性索引作用此外,几何平均值满足简单计算二维标准并随时提供数据
CarTechAerMet100合金立方根105x85.8x120结果硬性指数102.6由于CARTECHAERMET100合金是强度和强性基准结构合金,几乎所有其他合金的硬性指数都可能小于102.6计算法额外提供优势:强性指数比值介于零至约100之间图2显示如何计算硬性索引
Aloy评价
表1CarTechAerMet合金家族、marage合金合金合金合金和43 340合金家族的典型机械属性底三行表包含数据可用于合金选择过程注意特殊强点计算 减密度并允许钢和钛比较
图3和图4汇总数据表1进二图对合金选择可能有用图3硬性索引特长显示CARTECHAERMET合金家族的强势特长三大数据源分离组成难易度索引需要三大图而非一图并产生相似结果
强健指数和特强值允许十合金强度、强健度和疲劳度比对二图事实上,甚至有可能用三维图比较这些值举个例子 Goodman图集图1可修改以包括Z轴硬性索引(然而,结果可能过于复杂
索引回退
到目前为止,难易指数只有两个缺陷第一,初始计算用英语单元而不是量子单元完成自然所有值都可转换成强性指数开发时将同时提高国际兴趣在此之前,计算可被接受为无单元索引单位去度量时,索引可绘制与用度量单位计算的具体强
难易度索引的第二个缺陷是它现在只用于图形比较工程师近似计算后,可能发现强性索引有助于与其他属性相关联,而这些属性与弹道学等单个强性测量不完全相关联
开发硬性索引期间,没有试图理顺单元索引若不实现单元合理化将难以使用如果有利息许可,也可以这样做
透视
本条无意为强性测量提供完全解决办法设计它帮助你计算自己的索引 基值为当前实践三大强度测量单位索引尚未确定,因为它们会使简化合金比较基本问题过于复杂
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保尔M新手卡彭特技术公司
怀俄明州宾夕法尼亚州