به طور کلی به تنشی که باعث انتقال از حالت جامد به مایع می‌شود، تنش تسلیم گفته می‌شود. عملکرد مواد خمیری شکل وقتی به حالت استراحت هستند، دارای خواص جامد می‌باشد. ولی می‌توانیم تحت تنش اعمالی کافی آن را روان و تسلیم کنیم. شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌های انجام شده تحت انبساط خالص، اطلاعاتی بسیار کامل و اساسی را در خصوص رفتار مواد در تنش تسلیم ارائه داده‌اند.
در مواد جامد نیز تنش تسلیم به میزانی از نیرو گفته می‌شود که باعث تغییر شکل آن جسم می‌گردد. به عنوان مثال تنش تسلیم فولاد st52معادل ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است و اندازه میزان تنش نهایی این فولاد معدل ۵۲۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است. به طور کلی پیچ و مهره‌ها هم قبل از اینکه شکسته شوند، تحت کشش‌های زیاد دچار کشیدگی می‌شوند. این میزان استحکام کششی پیچ و مهره طبق اعدادی که روی آن‌ها مشخص شده است، محاسبه می‌شوند. شایان ذکر است هنگام خرید پیچ سرمته لازم است به این عدد توجه داشته باشید.
در مثالی دیگر؛ اگر یک گیره کاغذی را خم کنید، متوجه برگشت آن می‌شوید. ولی اگر بیشتر از قبل آن را خم کنید، می‌بینید که گیره خم می‌ماند و بر نمی‌گردد. نقطه تسلیم در واقع بیشترین فاصله‌ای است که می‌توان گیره کاغذی را بدون اینکه تغییر شکل دائمی دهد، خم کنیم. به بیانی دیگر نقطه تسلیم همان مرز بین تغییر شکل دادن پلاستیک و تغییر شکل دادن الاستیک است.
عوامل مؤثر بر تسلیم
۴ عامل مهم هستند که ۴ مورد بدون در نظر گرفتن متغیرهای خارجی مثل دما در قدرت تسلیم تأثر زیادی می‌گذارند. این عوامل مهم عبارت‌اند از:
- سخت‌کاری.
- سخت‌کاری رسوبی.
- پالایش مرزدانه – بلور.
- استحکام بخشیدن با محلول جامد.
قدرت تسلیم در واقع نقطه‌ای است که در آن نقطه، نیروی نا به جا بسیار آسان‌تر از کشش پیوند اتمی می‌باشد. به همین جهت برای افزایش قدرت تسلیم بهتر است که استحکام بین پیونده‌ای اتمی را افزایش دهید، یا اینکه می‌توانید حرکت نا به جا را سخت و دشوارتر کنید.
قدرت تسلیم از قدرت کششی بالاتر است؟
معمولاً قدرت کششی ارزش عددی بسیار بالاتر و بیشتری نسبت به قدرت تسلیم در یک ماده خالص دارد. قدرت کششی یک ماده همچنین با دقت ۱۰۰ درصد می‌تواند مشخص شود. ولی قدرت تسلیم برای بیشتر مواد باید تخمین زده شود.
تنش تسلیم چه تفاوتی با تنش نهایی دارد؟
اصولاً مقاومت تسلیم در مواردی که رفتار کشسانی از خود نشان می‌دهد، استفاده می‌شود. این بیشترین تنش کششی است که ماده قبل از ایجاد شدن تغییر شکل دائمی می‌تواند تحمل کند. استحکام نهایی نیز به بیشترین تنش قبل از شکست اشاره می‌کند.
مکانیسم‌های تقویت‌کننده که از حرکت نا به جا جلوگیری می‌کنند:
در ادامه به توضیح ۴ مکانیسم مهم تقویت‌کننده می‌پردازیم. لازم به ذکر است قیمت پیچ و مهره که در آن‌ها از مکانیزم‌های زیر استفاده شده‌اند، نسبت به سایر پیچ و مهره‌ها بیشتر است:
- سخت‌کاری: به طور کلی هر باری که یک ماده را دچار تغییر شکل می‌کنید، در حقیقت یک نا به جایی ایجاد کرده‌اید. سخت‌کاری زمانی اتفاق می‌افتد که شما از روی عمد چگالی نا به جایی را افزایش داده تا به این اثر دست پیدا کنید. یکی از نمونه‌های رایج سخت‌کاری، نورد سر می‌باشد.
- پالایش مرز بلور: اکثر مواد پلی کریستالی هستند، یعنی دارای تعداد زیادی دانه‌های مختلف کریستالی هستند که در سمت و جهت‌های گوناگون قرار گرفته‌اند. به جهت اینکه سمت کریستالی بین دانه‌ها مختلف و متفاوت است، با هر بار که نا به جایی‌ها از یک دانه به دانه دیگر می‌روند، جهتشان را تغییر می‌دهند. در بعضی مواقع که نا به جایی‌ها از یک دانه به دانه دیگر منتقل نمی‌شوند، در مرزهای دانه جمع می‌شوند و همین امر موجب کند شدن حرکت نا به جایی خواهد شد.
- سخت‌کاری رسوبی: سخت‌کاری رسوبی طبق پالایش و اصل مرز دانه عمل کرده و کار خود را انجام می‌دهد. رسوبات دارای فازهای متفاوتی هستند که می‌توانند در آلیاژهای اصلی موجود باشند. وقتی که یک نا به جایی و یک رسوب به هم برخورد می‌کنند، به دلیل اینکه ساختار جهت‌های کریستالی اکثراً متفاوت هستند، نا به جایی نمی‌تواند از بین رسوب عبور کند و به این ترتیب در اطراف رسوب خم خواهد شد. رسوبات ریز همچنین موجب خمیده شدن نا به جایی شده که به این امر استحکام‌بخشی اوروان نیز گفته می‌شود. این رسوبات توانایی این را هم دارند که از طریق مکانیسم فرانک رید ایجاد نا به جایی‌های جدیدی کنند.
- استحکام‌بخشی با محلول جامد: به طور کلی استحکام‌بخشی با محلول‌های جامد می‌تواند در هر آلیاژی اتفاق بیفتند. به عبارتی دیگر یک نوع از اتم در نوع دیگری از آن اتم حل می‌شود. این اتم‌ها همچنین دارای نیروهای متقابل و اندازه‌های متفاوتی هستند. به همین جهت هر اتم مختلف توانایی ایجاد فشاری کوچک را بر روی شبکه دارد. همین فشار است که می‌تواند موجب دشوارتر شدن عبور نا به جایی‌ها شود.
کلام آخر
پیچ استور تولیدکننده انواع پیچ و مهره و دیگر اتصالات صنعتی و ساختمانی است. در فروشگاه اینترنتی آن می‌توانید انواع اتصالات و ابزار متناسب با آن را خریداری نمایید.
