Zストローク – 定義、計算式、測定方法、意味

Z狭窄 は、金属が塑性変形を起こす能力を決定するパラメータの1つです。引張試験・破断点における試料の断面積の減少率を、初期断面積と比較して算出します。
Z収縮は次のように表されます。 パーセント（％）。とともに破断後の伸長 A 破壊前の材料の塑性挙動に関する情報を提供する。
このパラメータは、 静的引張試験 また、以下のような特性と併用して投与することができます。 Rm, Re, Rp0,2 そしてA。

Z値の狭窄とはどういう意味ですか？

試料が引き伸ばされると、長さは増加し、断面積は減少する。最大荷重に達すると、十分な延性を示す材料では局所的なひずみが発生し始める可能性がある。
すると特徴的な効果が生まれる 狭窄、首とも呼ばれるこの領域では、試料の断面積が急速に減少し、通常、ここで最終的な破断が発生します。
Zパラメータは、破断部位の断面積が試料の元の断面積と比較してどれだけ減少したかを決定する。

Z幅縮小式

狭窄率は以下の式を用いて計算されます。
Z = ((S₀ - S_u)/S₀) × 100%
ここで：

Z – 縮小[%]、
S₀ – サンプルの初期断面積、
S_u ―破断後の試料の最小断面積。

_{S 0}と S _uの差が大きいほど、狭窄 Z の値は大きくなります。

Zネックの計算例

試料の初期断面積が次のとおりである場合：
S₀ =100mm²
そして、破断点における最小断面積は次のとおりである。
S_u =40mm²
以下に送って下さい：
Z = ((100 – 40) / 100) × 100% = 60%
したがって、サンプルの絞り込みは 60%.
これは、破断箇所の断面積が、試料の初期断面積と比較して60%減少したことを意味する。

Z狭窄はどのように測定されるのですか？

テストを開始する前に、サンプルの断面の初期寸法が決定され、それに基づいて、 S₀.
サンプルを破壊した後、破壊領域における最小断面積が決定され、 S_u.
断面積の測定方法は、試料の形状によって異なります。円形試料の場合は直径を用いますが、その他の形状の試料の場合は、試験方法に従って適切な断面積の寸法を決定する必要があります。

丸型サンプル用のZネック加工

円形断面のサンプルでは、初期断面積は次のようになります。
S₀ = πd₀² / 4
そして破断後の断面積：
S_u = πd_u² / 4
ここで：

d₀ – サンプルの初期直径、
d_u ―破断点における試料の最小直径。

Zの式に代入することで、断面積の減少率を求めることができる。

Zスロート値は何を示していますか？

狭窄は評価を可能にする指標の1つである 材料が破壊される前に局所的な塑性変形を起こす能力.
Z値が大きいということは、その材料は破壊する前に局所的に断面積を大幅に減少させる能力があったことを意味する。
Z値が小さいということは、骨折部位の断面積の変化が小さいことを意味する。
しかし、すべての材料を延性または脆性に分類できる単一の普遍的なZ値は存在しない。結果は、材料の種類、状態、サンプルの形状、および試験条件との関連で解釈する必要がある。

Z軸の狭窄とA軸の伸長

ZとAは異なるパラメータであるが、どちらも引張試験中の試料の塑性変形に関する情報を提供する。

パラメータ	何が決定するのか	単位
A	破断後の試料ゲージ長の永久的な増加率	%
Z	骨折部位における断面積の減少率	%

伸長率Aは試料の長さの変化を表し、収縮率Zは試料の断面積の変化を表す。
これらのパラメータは互いに補完し合いますが、 それらは、一つの普遍的な公式を用いて直接相互変換することはできない。.

Zネックと引張強度Rm

Rm 引張試験中に達成される最大の工学的応力を決定する一方、 Z 破断後の試料の断面積の変化を測定する。
延性材料では、Rmに対応する最大力Fmに達した後、変形の局所化とくびれの形成が始まる可能性がある。
この時点から、首の局所的なひずみは急速に増加し続けるにもかかわらず、試験中に記録される力は減少する可能性がある。
したがって、RmとZは材料挙動の全く異なる側面を表している。

Rmに達した後に収縮が起こるのはなぜですか？

均一塑性変形中、材料は強度を増すことができる。 変形硬化.
ある時点を超えると、試料断面積の減少は、伝達力の均一な増加によって相殺されなくなる。変形は試料の特定領域に集中し始める。
作成中です ネックすなわち、局所的な狭窄。
この領域では、断面積がますます急速に減少し、最終的に亀裂が生じて試料が破損する。

Zと実際の応力

狭窄の形成は区別にとって重要である 工学的応力と実際の応力.
工学的応力は、初期断面積Sから計算される。₀しかし、いったん首部が形成されると、試料の実際の断面積ははるかに小さくなる。
したがって、Rmに達した後、工学的応力は減少する可能性がある一方で、くびれ部分の局所的な実応力は増加し続ける可能性がある。
Z値の測定により、試料断面積の最終的な減少率を決定することができる。

くびれ、塑性、延性

大きなネックは、破壊前に大きな塑性変形を起こすことができる多くの材料に共通する特徴である。
延性材料のサンプルは、破壊前に明確なくびれを生じ、大きなZ値を示すことがある。
より脆性的な挙動を示す場合、破断前の断面積の減少は小さい可能性がある。
しかし、これはZが脆弱性の独立した普遍的な基準であることを意味するものではない。材料の挙動の評価には、破壊の性質も考慮に入れなければならない。拡張A温度、負荷速度、応力状態など機械的特性.

狭まりと突破口の性質

破損した試料の外観は、破損メカニズムに関する追加情報を提供する可能性がある。
著しい塑性変形と大きなくびれは、しばしば 延性破壊メカニズム.
円形サンプルでは静的引張試験特徴的なタイプの骨折が発生する可能性がある カップアンドコーン微小空隙の発生と接続、および最終的なせん断材料.
しかし、材料の破壊は、Z値そのものとは独立して分析されるべきである。なぜなら、その破壊の様相は多くの要因に影響されるからである。

Z型狭窄は何に依存するのか？

狭窄の値は、とりわけ以下の要因によって影響を受ける可能性がある。

材料の化学組成、
微細構造、
obróbka cieplna,
加工硬化度、
試験温度、
ひずみ速度、
サンプル形状、
狭窄部におけるストレス状態、
材料の欠陥や不連続性、
サンプリングの方向。

したがって、Z値を比較する際には、試験条件と材料の状態を考慮する必要がある。

プラスチック加工がZに及ぼす影響

冷間プラスチック加工は 変形硬化増加する可能性があります Rm oraz Re LUB Rp0,2一方、材料のさらなる塑性変形能力は低下する可能性がある。
その結果、強い冷間硬化は、Zネックの減少とA伸びの増加につながる可能性がある。
しかし、実際の効果は、材料の種類、その微細構造、および変形の程度によって異なる。

熱処理がZに及ぼす影響

Obróbka cieplna 材料の微細構造を変化させるため、破壊前に局所的に変形する能力に影響を与える可能性がある。
強度と硬度を高めるプロセスは、特定の材料の塑性の低下につながる可能性があるが、適切なアニーリング材料の変形能力を高める可能性がある。
したがって、Z値は特定の 配送条件および熱処理.

温度が狭窄に及ぼす影響

試験温度は、材料の変形および破壊のメカニズムに大きな影響を与える可能性がある。
材料によっては、温度を下げると塑性変形能力が低下する一方、温度を上げると塑性が向上する場合がある。
しかし、この関係はすべての金属および合金に普遍的に当てはまるわけではありません。特性は、該当する材料および使用温度で得られたデータに基づいて評価する必要があります。

材料受入証明書におけるZ制限

収縮は以下のように投与できます 資材受入証明書 他の静的引張試験結果と併せて。
文書には、とりわけ以下の内容が含まれています。

Re LUB Rp0,2,
Rm、
A,
Z.

しかし、すべての材料規格でZの規定が求められるわけではありません。試験範囲と要求される特性は、材料のグレード、製品の種類、寸法、納入条件、および関連する仕様によって異なります。

Zネックと素材の品質

Z値が大きい材料が必ずしも優れた材料であるとは限らない。
ネッキング値が高いということは、破断前に局所的な塑性変形能力が高いことを示していますが、直接的に以下を決定するものではありません。

Zは、特定の用途に必要な他の特性と併せて分析されるべきである。

Z値の低下 – 最も重要な情報

Z これは、破断後に試料が狭くなることを意味する。
狭窄は %.
Zは、破断点における試料の断面積の減少率（パーセント）を示す。
計算式は以下のとおりです。 Z = ((S₀ - S_u)/S₀) × 100%.
S₀ は試料の初期断面積です。
S_u これは、破断後の最小断面積を意味します。
Zは、材料の塑性変形能力を表すパラメータの一つである。
ZはAの伸長と同じではない。
Aは試料の長さの変化を表し、Zは試料の断面積の変化を表す。
顕著なネッキングは、延性挙動を示す多くの材料に特徴的な現象である。静的引張試験.
Zの値は、とりわけ、微細構造、熱処理、加工硬化、温度、試料形状などの影響を受ける。
Z値は、Rm、ReまたはRp0,2、A、およびその他の材料の機械的特性と併せて解釈する必要があります。