Konvencionalna meja tečenja Rp0,2 – definicija, formula in pomen

Konvencionalna meja tečenja Rp0,2 je eden od osnovnih parametrov, ki določajo mehanske lastnosti kovin in zlitinUporablja se predvsem takrat, ko material med nateznim preskusom ne pokaže bistvenih sprememb. meja tečenja ReRp0,2 definira napetost, ki ustreza običajni trajni plastični deformaciji 0,2%.
Parameter Rp0,2 se med drugim običajno uporablja za nerjaveče jeklo, Dupleksno in super dupleksno jeklo, nikljeve zlitine, zlitine aluminij, zlitine titan in mnogi drugi kovinski materiali.
Vrednost Rp0,2 je najpogosteje podana v MPa, npr.:
1 MPa = 1 N/mm²

Kaj pomeni Rp0,2?

simbol Rp0,2 pomeni konvencionalno mejo tečenja, ki ustreza specifični trajni plastični deformaciji 0,2%.
Za razliko od materialov, ki kažejo različne zgornje in spodnje meje tečenja, je pri mnogih kovinah prehod iz elastičnega v plastično območje postopen. krivulja napetosti in deformacije Ni ene same značilne točke, ki bi jo lahko jasno opredelili kot ReH ali ReL.
V takem primeru se uporablja konvencionalno definirana vrednost Rp0,2.

Kaj pomeni številka 0,2 v Rp0,2?

Liczba 0,2 pomeni vrednost trajne plastične deformacije, izraženo v odstotkih.
Rp0,2 ustreza napetosti, pri kateri obremenitev ostane po odstranitvi obremenitve. 0,2 % trajne deformacije glede na začetno izmerjeno dolžino.
Za začetno merilno dolžino, na primer 100 mm deformacija 0,2 % ustreza:
100 mm × 0,002 = 0,2 mm
Vendar to ne pomeni, da je med samo obremenitvijo skupni raztezek vzorca le 0,2 %. Skupna deformacija vključuje tako elastične kot plastične dele. Vrednost 0,2 % se nanaša na predpostavljeno trajno plastično deformacijo.

Zakaj je Rp0,2 poljubna omejitev?

Określenie "pogodbeno" izhaja iz sprejetja specifičnega kriterija deformacije.
Material pri natanko 0,2 % trajne deformacije nima fizične pregrade. Ta vrednost je bila sprejeta kot praktično in ponovljivo merilo za določanje lastnosti materialov, ki ne kažejo izrazite meje tečenja.
To nam omogoča, da določimo parameter, ki nam omogoča primerjavo odpornosti takšnih materialov na nastanek znatne trajne deformacije.

Kako se določi Rp0,2?

Rp0,2 se določi med statični natezni preizkus na podlagi zabeležene povezave med stresom in obremenitvijo.
Klasična grafična predstavitev uporablja premico, vzporedno z linearnim elastičnim odsekom krivulje napetosti in deformacije, premaknjeno na osi deformacije za:
ε = 0,002
To je:
0,2%
Presečišče te premice s krivuljo napetosti in deformacije nam omogoča, da določimo vrednost, ki ustreza Rp0,2.
Sodobni preskusni stroji in merilni sistemi lahko ta parameter samodejno določijo na podlagi zabeleženih podatkov.

Formula za Rp0,2

Ko je določena ustrezna preskusna sila, se lahko vrednost napetosti izrazi kot:
Rp0,2 = Fp0,2 / S₀
pri čemer je:

Rp0,2 – konvencionalna meja tečenja [MPa],
Fp0,2 – sila, ki ustreza običajni meji tečenja [N],
S₀ – začetna površina prečnega prereza vzorca [mm²].

Vendar pa samo razmerje med silo in prečnim prerezom ni zadostno za določitev Rp0,2. Najprej je treba med preskusom določiti točko, ki ustreza sprejetemu kriteriju deformacije.

Primer izračuna Rp0,2

Če je bila med nateznim preskusom sili, ki ustreza kriteriju Rp0,2, dodeljena vrednost 40 000 Š, začetna površina prečnega prereza vzorca pa je 50 mm², potem:
Rp0,2 = 40.000 N / 50 mm² = 800 N/mm² = 800 MPa
Konvencionalna meja tečenja preizkušenega materiala je torej 800 MPa.

Rp0,2 in meja tečenja Re

Rp0,2 in Re nista isti parameter.
Meja tečenja Re, vključno z ReH in ReL, je določen za materiale, ki kažejo jasen pojav tekočnosti.
Rp0,2 Uporablja se predvsem takrat, ko je prehod iz elastične v plastično deformacijo gladek in klasične meje tečenja ni mogoče jasno določiti.

Parameter	Pomen	aplikacija
ReH	Zgornja meja tečenja	Materiali, ki kažejo izrazit pojav toka
ReL	Nižja meja tečenja	Materiali, ki kažejo izrazit pojav toka
Rp0,2	Meja tečenja pri 0,2 % trajne deformacije	Materiali brez jasne meje tečenja

Zato vrednosti Re in Rp0,2 ne smemo mehansko zamenjati ali obravnavati kot enake količine.

Rp0,2 in natezna trdnost Rm

Rp0,2 oraz Rm opisati različne lastnosti materiala.
Rp0,2 določa raven napetosti, povezano s sprejetim kriterijem trajne plastične deformacije, medtem ko Rm označuje najvišjo inženirsko napetost, doseženo med nateznim preskusom.
Za tipične duktilne materiale:
Rp0,2 < Rm
Na primer, na kartici materiala je lahko navedeno:

Rp0,2: najmanj 700 MPa,
Rm: 900–1100 MPa,
A: vsaj 10 %.

To ne pomeni, da bo material porušil pri 700 MPa. Vrednost Rp0,2 se nanaša na trajno deformacijo, medtem ko se Rm nanaša na največjo inženirsko napetost med preskusom.

Rp0,2 in raztezek A

Rp0,2 i A prav tako se ne smeta zamenjevati med seboj.
Rp0,2 je napetost, izražena v MPa, medtem ko je podaljšek A je količina, izražena v odstotkih, in določa trajni raztezek vzorca po njegovem prelomu.
vrednost 0,2% V simbolu Rp0,2 je le merilo za določanje meje tečenja. Ne gre za raztezek po lomu A.

Rp0,2 in Rp1,0

Kriterij 0,2 % ni edini možni kriterij meje tečenja. Glede na material, izdelek in ustrezni standard se lahko pojavijo tudi druge vrednosti, na primer: Rp1,0.
Simbol Rp1,0 se nanaša na napetost, ki ustreza običajni trajni plastični deformaciji 1,0%.
Zato pri branju dokumentacije bodite pozorni na celotno oznako parametra in ne le na podano vrednost v MPa.

Rp0,2 za nerjavna jekla

Rp0,2 je še posebej pogost pri karakteristikah nerjaveče jeklo.
Številna avstenitna jekla med nateznimi preizkusi ne kažejo tako izrazitega obnašanja tečenja kot tipična nizkoogljična jekla. Zato je njihova odpornost proti trajni deformaciji med drugim opisana z Rp0,2.
Vrednost Rp0,2 je lahko bistveno odvisna od kakovosti, pogojev dobave, temperature in stopnje utrjevanja materiala.

Rp0,2 za dupleksna in super dupleksna jekla

V jeklu Dupleks in super dupleks Parameter Rp0,2 je eden osnovnih mehanskih parametrov.
Jekla z avstenitno-feritno strukturo so običajno značilna po veliko višji meji tečenja kot tipična avstenitna nerjavna jekla.
Primeri teh materialov so Dupleksno jeklo 1.4462 / X2CrNiMoN22-5-3 oraz Super dupleks jeklo 1.4410 / X2CrNiMoN25-7-4.
To je zelo pomembno za načrtovanje, saj lahko višja vrednost Rp0,2 omogoči načrtovanje elementov z manjšimi prerezi ob hkratnem ohranjanju zahtevane nosilnosti, če to dopuščajo druge projektne in obratovalne zahteve.

Rp0,2 za nikljeve, aluminijeve in titanove zlitine

Meja tečenja se pogosto uporablja tudi za opis nikljeve zlitine, aluminij i titan.
Pri teh materialih prehod med elastičnim in plastičnim območjem pogosto ne omogoča jasne določitve ReH in ReL, zato uporaba običajnega kriterija omogoča bolj nedvoumno določitev mehanskih lastnosti.
Vendar pa materialov ne smemo primerjati zgolj na podlagi Rp0,2. Hkrati je treba analizirati Rm, raztezek itd. odpornost na utrujenost, odpornost proti razpokam in delovne pogoje.

Od česa je odvisna vrednost Rp0,2?

Vrednost Rp0,2 je odvisna od številnih dejavnikov, vključno z:

kemična sestava,
mikrostruktura materiala,
velikost zrn,
toplotna obdelava,
termomehanska obdelava,
deformacijsko utrjevanje,
stanje dostave,
preskusna temperatura,
stopnje deformacije,
debelina in dimenzije izdelka,
smer vzorčenja.

Zaradi tega lahko navedba ene vrednosti Rp0,2 kot univerzalne lastnosti celotne vrste materiala privede do napačnih zaključkov.

Vpliv predelave plastike na Rp0,2

Hladno oblikovanje lahko povzroči deformacijsko utrjevanje, kar je povzročilo znatno povečanje Rp0,2.
Ta pojav je še posebej pomemben pri avstenitnih nerjavnih jeklih, trakovi, pločevina, žice in vlečene palice.
Povečanje Rp0,2 lahko spremlja zmanjšanje sposobnosti materiala za nadaljnjo plastično deformacijo.

Vpliv toplotne obdelave na Rp0,2

Temna obdelava lahko znatno spremeni vrednost meje tečenja s spreminjanjem mikrostrukture materiala.
Posebej velike razlike se lahko pojavijo pri materialih, ki se utrjujejo z izločanjem, in jekla, namenjena za toplotno izboljšanje.
Zato morate pri primerjavi vrednosti Rp0,2 vedno preveriti stanje dobave in vrsta uporabljene toplotne obdelave.

Vpliv temperature na Rp0,2

Rp0,2 je odvisen tudi od temperature. Pri mnogih materialih se meja tečenja z naraščanjem temperature zmanjšuje.
To je še posebej pomembno za komponente, ki delujejo v energetski opremi, pečeh, turbinah, toplotnih izmenjevalnikih in procesnih instalacijah.
Vrednosti Rp0,2 pri sobni temperaturi se ne sme samodejno uporabljati za načrtovanje komponente, ki deluje pri visokih temperaturah.

Rp0,2 v potrdilu o prevzemu materiala

Vrednost Rp0,2 je lahko v potrdilo o prevzemu materiala, na primer v dokumentu 3.1, skupaj z drugimi rezultati mehanskih preskusov.
Tipičen nabor podatkov lahko vključuje:

Rp0,2,
Rm,
podaljšek A,
udarna trdnost, če je potrebno,
tvardość, če je tako določeno v zahtevah.

Pri preverjanju certifikata je treba rezultat primerjati z zahtevami ustreznega standarda za material, pri čemer je treba upoštevati vrsto, obliko izdelka, dimenzije, stanje dobave in temperaturo preskusa.

Zakaj je Rp0,2 pomemben pri načrtovanju?

Pri mnogih konstrukcijah je pomembno ne le preprečiti lomljenje elementa, temveč tudi preprečiti prekomerno trajno deformacijo.
Element se morda ne zlomi, vendar lahko po trajni deformaciji preneha pravilno delovati.
Zato je Rp0,2 eden osnovnih parametrov, ki se uporabljajo pri ocenjevanju in načrtovanju elementov iz materialov, ki nimajo jasne meje tečenja.

Ali višji Rp0,2 pomeni boljši material?

ne. Višja vrednost Rp0,2 pomeni višjo napetost, ki ustreza sprejetemu kriteriju trajne deformacije, vendar sama po sebi ne omogoča sklepa, da je en material boljši od drugega.
Material z visokim Rp0,2 se lahko razlikuje od drugega materiala glede na:

Rm,
podaljšek A,
Z-zoženje,
udarna trdnost,
odpornost na utrujenost,
odpornost proti razpokam,
odpornost proti koroziji,
obnašanje pri visokih ali nizkih temperaturah.

Pravilna izbira materiala zahteva analizo celotnega nabora parametrov in dejanskih obratovalnih pogojev.

Rp0,2 – najpomembnejša informacija

Rp0,2 pomeni konvencionalno mejo tečenja.
Liczba 0,2 se nanaša na konvencionalno trajno plastično deformacijo 0,2 %.
Rp0,2 se uporablja predvsem za materiale brez jasne meje tečenja.
Rp0,2 se najpogosteje daje v MPa ali N/mm².
1 MPa = 1 N/mm².
Rp0,2 ni isto kot Re, ReH niti ReL.
Rp0,2 ni enako natezni trdnosti Rm.
Vrednost 0,2 % ne predstavlja raztezka po pretrgu A.
Rp0,2 se pogosto uporablja za nerjavna jekla, dupleks, super dupleks, nikljeve zlitine, aluminij in titan.
Na vrednost Rp0,2 med drugim vplivajo mikrostruktura, toplotna obdelava, utrjevanje, temperatura in stanje materiala.
Vrednost Rp0,2 se mora vedno nanašati na ustrezen standard, obliko izdelka, dimenzijo in pogoje dobave.