Trong các hoạt động xây dựng, công nghệ chế tạo…việc tính toán giới hạn độ bền sẽ giúp tránh được các tình huống mất an toàn, kiểm soát xảy ra. Vậy giới hạn bền là gì? Có mấy loại giới hạn bền? Hãy cùng chuthapdoquangninh.org.vn tìm hiểu rõ hơn về thông tin này trong bài viết sau đây.
Giới hạn bền là gì?
Khái niệm giới hạn bền của vật liệu
Giới hạn bền của vật liệu là một đặc tính cơ bản có khả năng chịu được tác động của ngoại lực; mà không bị phá hủy, đứt gãy. Trong đó, các đặc tính nổi bật của giới hạn bền như: độ bền nén, độ bền kéo, độ bền cắt, độ bền uốn, độ bền mỏi, giới hạn chảy, độ bền va đập,…
Giới hạn bền của vật liệu là khả năng chịu được tác động từ ngoại lực
- Độ bền kéo: Là một lực khi tác động tăng dần khiến cho vật liệu biến thành dạng sợi hoặc dạng trụ khi bị đứt, gãy. Đơn vị tính của độ bền kéo là MPa.
- Độ bền nén: Là giới hạn ứng suất nén làm cho vật liệu bị phá hủy.
- Độ bền uốn: Đó là khả năng làm biến dạng vĩnh viễn các loại vật liệu.
- Độ bền va đập: Là khả năng vật liệu có thể chịu đựng được các tác động từ lực hay các va đập đột ngột.
- Giới hạn chảy: Là khả năng mà vật liệu bị biến dạng dưới sự tác động của nhiệt độ.
- Lực kéo đứt: Giới hạn tối đa khiến cho vật liệu bị biến dạng.
Đơn vị của giới hạn bền là gì?
Giới hạn bền được kí hiệu là δ, có đơn vị là N/mm2.
Công thức tính giới hạn bền
δ = F/ A
Trong đó:
- F(N) là lực kéo đứt vật liệu
- A là thiết diện của vật liệu đó (đơn vị tính mm2)
- δ: Là ký hiệu giá trị lực kéo giới hạn cho sự đứt của vật liệu.
Công thức tính giới hạn bền của vật liệu
Thông thường công đoạn tính giới hạn bền được tính toán thông qua một bên thứ 3 để đảm bảo khách quan và được tối ưu nhất. Tại Việt Nam các đơn vị này đó là Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng 1,2,3 thuộc Tổng cục Đo lường chất lượng.
Hầu hết các loại vật liệu giới hạn bền hiện nay được sản xuất từ các loại mác thép, có giới hạn bền dựa theo tiêu chuẩn chất lượng, được kiểm định bởi Tổng cục đo lường chất lượng.
Bên cạnh đó, tùy theo từng cấp độ bền khác nhau mà thép cũng có các giới hạn bền khác nhau. Các cấp bền sẽ tỉ lệ thuận với giới hạn bền, với cấp bền của thép dao động trong khoảng từ 4.6 đến 10.9.
Có mấy loại giới hạn bền?
Giới hạn bền được phân làm 2 loại là giới hạn bền nén và giới hạn bền kéo.
Bảng tra giới hạn chảy của thép
Giới hạn chảy của thép là một tính chất cơ học quan trọng có ảnh hưởng đến độ bền vững, sự dẻo dai khi đưa vào sử dụng trong thực tế. Giới hạn chảy của thép chính là giới hạn của lực tác độ (nhiệt độ) khiến vật liệu bị biến dạng, có thể đàn hồi, không thể quay lại hình dáng ban đầu.
Mỗi loại thép sẽ có các loại giới hạn chảy khác nhau, thông qua giới hạn chảy của vật liệu có thể quyết định được sử dụng phương pháp sản xuất nào (uốn, dập, đúc…). Dưới đây là bảng tra giới hạn chảy của thép được sử dụng phổ biến hiện nay.
| Loại thép | Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương | Giới hạn chảy (σ0,2) (N/mm2) | Ứng dụng | |
| CT3 | ΓOCT 380-71 | CT38
|
TCVN 1765-75 | ≥ 210 | – Thuộc loại thép cán nóng được sử dụng phổ biến, thấm cacbon.
– Thường ở dạng cán nóng trong trạng thái thường hóa, không được nhiệt luyện để tăng bền. – Chủ yếu được sử dụng làm phần kết cấu xây dựng, các chi tiết máy thông thường |
| SS400
(SS41) |
JIS G3101-1987 | ||||
| C45 | TCVN 1765-75 | 45 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 360 | – Là loại thép kết cấu, có lượng cacbon chất lượng tốt.
– Loại này thường được cung cấp ở dạng ren, cán và các bán thành phẩm. – Ứng dụng chủ yếu được dùng để làm các chi tiết máy, rất tiện để tính bền chi tiết và xác định chế độ gia công nóng. |
| S45C | JIS G4051-1979 | ||||
| 1045 | AISI | ||||
| C55 | TCVN 1765-75 | 55 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 390 | |
| S55C | JIS G4051-1979 | ||||
| 1055 | AISI | ||||
| CM55 | DIN | ||||
| C65 | TCVN 1765-75 | 65 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 420 | |
| Inox 304 | AISI | 08Cr18Ni10 | TCVN | ≥ 201 | – Là loại thép không nhiễm từ tính, không gỉ thuộc họ Austenit.
– Được sử dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp hóa chất, thiết bị y tế, chế biến thực phẩm,… |
| SUS 304 | JIS | ||||
| 304L | AISI | SUS 304L | JIS | ≥ 175 | |
| SUS 316
(Inox 316) |
JIS | ≥ 205 | – Thuộc loại thép không gỉ, không nhiễm từ tính.
– Có tính chống mài mòn cao hơn SUS304. – Được dùng phổ biến trong ngành chế biến thực phẩm, ngành công nghiệp hóa chất, thiết bị y tế,.. |
||
Bảng tra cơ tính của các nhóm thép cốt thông dụng
| Nhóm thép cốt | Đường kính, mm | Giới hạn chảy, N/mm2 | Giới hạn bền, N/mm2 | Độ giãn dài tương đối % | –Thử uốn nguội C
– Độ dày trục uốn d – Đường kính thép cốt |
| Không nhỏ hơn | |||||
| CI | 6-40 | 240 | 380 | 25 | C = 0,5d (1800) |
| CII | 10-40 | 300 | 500 | 19 | C = 3d (1800) |
| CIII | 6-40 | 400 | 600 | 14 | C = 3d (900) |
| CIV | 10-32 | 600 | 900 | 6 | C = 3d (450) |
Trên đây là những thông tin quan trọng về giới hạn bền, các loại giới hạn bền và bảng giới hạn chảy của thép. Hy vọng qua bài viết này bạn đã nắm được các khái niệm, công thức, ứng dụng của chúng…để có thể áp dụng vào trong sản xuất cũng như cuộc sống.
Xem thêm: Dung sai là gì? Kí hiệu, phân loại và bảng tra dung sai lắp ghép chuẩn nhất
