چقرمگی (تافنس) چیست؟

چقرمگی (به انگلیسی: Toughness) در علم مواد به مقاومت مواد در برابر شکست در اثر اعمال تنش گفته میشود. چقرمگی که به آن سفتي هم گفته می شود عبارتست از قابليت يك فلز به جذب انرژي بدون آنكه بشكند.سفتي را مي توان بصورت سطح زير منحني تنش تغيير طول نسبي بيان كرد. غالباً مقاومت به ضربه اي يك ماده را بعنوان نشانه اي از سفتي آن بحساب مي آورند.

برای مطالعه بیشتر کلیک کنید.

چقرمگی در فولاد به چه معناست؟

چقرمگی به توانایی یک فلز برای تغییر شکل پلاستیکی و جذب انرژی در فرایند پیش از شکست گفته می شود. نکته ای که در این تعریف باید به آن توجه داشت توانایی جذب انرژی پیش از شکست است. چکش خواری معیاری ست که میزان تغییر شکل پیش از شکست را اندازه گیری میکند اما اینکه ماده ای چکش خوار است لزوما به معنای این نیست که می تواند چقرمه (Tough) هم باشد. چقرمگی در واقع ترکیب مناسبی از مقاومت و چکش خواری ست. ماده ای با مقاومت (Strength) و چکش خواری بالا از ماده با مقاومت کم و چکش خواری بالا چقرمه تر است. بنابراین یک راه برای اندازه گیری چقرمگی محاسبه مساحت زیر نمودار تنش-کرنش از طریق یک تست کشش است. این مقدار به عنوان چقرمگی ماده شناخته می شود و بر حسب واحد انرژی بر حجم بیان می شود. چقرمگی هر متریال معادل جذب انرژی ماده است.

چندین متغیر وجود دارد که تاثیر عمیقی بر چقرمگی هر ماده دارد. این متغیرها عبارتند از:

نرخ کرنش (نرخ بارگذاری)

دما

اثر شیار (Notch Effect)

یک فلز ممکن است برای بارهای استاتیک میزان قابل قبولی از چقرمگی را داشته باشد ولی در مقابل بارهای دینامیک یا ضربه ای دچار شکست شود. به عنوان یک قانون، چکش خواری و چقرمگی زمانی که نرخ بارگذاری افزایش یابد، کم می شوند. دما نیز عامل دومی ست که نقش مهمی بر میزان چقرمگی دارد. هنگامی که دما کم می شود، چکش خواری و چقرمگی نیز کاهش می یابند. اما سومین عامل Notch Effect است. این اثر به میزان توزیع تنش (استرس) اشاره دارد. یک ماده ممکن است هنگامی که در معرض تنشهای تک محور قرار دارد چقرمگی خوبی از خود نشان دهد. اما هنگامی که یک تنش چند محوره به دلیل وجود Notch اعمال می شود ممکن است ماده نتواند به صورت همزمان تغییر شکل پلاستیک و الاستیک را در جهات مختلف تحمل کند.

چندین تست استاندارد برای اندازه گیری چقرمگی وجود دارد که در شرایط بارگذاری مشخص دیتای مورد نیاز را تهیه می کند.

انواع چقرمگی فولاد

سه ویژگی چقرمگی که می تواند با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار بگیرد عبارتند از:

چقرمگی ضربه Impact toughness

چقرمگی شیار Notch toughness

چقرمگی شکست Fracture toughness

مطالب مرتبط:‌ بررسی و آشنایی با تفاوت بین چقرمگی و سختی در فولاد

چقرمگی شکست

در علم مواد، چقرمگی شکست یا تافنس شکست (Fracture toughness) خاصیتی است که مقاومتی را که اجسام دارای شکاف در برابر شکست نشان می‌دهند توصیف می‌کند. این پارامتر برای همه کاربردهای طراحی جامدات، مهم است و با KIc نشان داده می‌شود. چقرمگی شکست یک روش محاسباتی برای شکست ترد است در زمانی که در ماده ترک وجود داشته باشد. اگر چقرمگی شکست یک ماده کم باشد، آن ماده به صورت ترد می شکند و هرچه چقرمگی شکست بالاتر رود احتمال شکست نرم افزایش می یابد.

انرژی سطح زیر منحنی تنش کرنش است . چقرمگی یک حسن محسوب می شود هر چقدر ماده ای چقرمگی آن بیشتر باشد انرژی بیشتری برای شکست آن نیاز است.

خرید انواع ورق فولادی

برای ثبت سفارش و خرید انواع ورق فولادی کلیک کنید.