จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อโลหะถูกทำให้ร้อน?ความร้อนของโลหะนำไปสู่ผลลัพธ์หลายอย่างในคราวเดียว นี่คือสาเหตุหลัก1. โลหะขยายตัวทางความร้อนในทุกทิศทาง กล่าวคือ ความยาว ความกว้าง และพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น เมื่อโลหะได้รับความร้อน อะตอมและโมเลกุลของมันจะเริ่มเคลื่อนที่เร็วขึ้น พันธะระหว่างอะตอมจะอ่อนลง ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มระยะห่างระหว่างพวกมันและการเพิ่มปริมาตรของโลหะ เมื่อเย็นลง มิติจะถูกคืนค่า2.โลหะและโลหะผสมส่วนใหญ่เพิ่มความเหนียวเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น รวมถึงเหล็ก เหล็กกล้า ทองแดง อะลูมิเนียมและโลหะผสม แมกนีเซียม ทองเหลือง และอื่นๆ ในเวลาเดียวกัน โลหะเหล่านี้ได้รับความสามารถในการปลอมแปลง เช่น เปลี่ยนรูปร่างโดยไม่แตกหักภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก ตัวอย่างเช่น เหล็กที่ร้อนถึง 700°C (1292°F) ต้องใช้แรงตีขึ้นรูป 4.5 เท่าของเหล็กที่ร้อนถึง 1200°C (2192°F) โลหะและโลหะผสมอื่นๆ เช่น เหล็กหล่อเทา บรอนซ์ดีบุก และโลหะผสมสังกะสี จะไม่เสียรูปเมื่อถูกความร้อน พวกมันเปราะและแตกหักเมื่อถูกกระแทกผลึกโลหะมักมีโครงสร้างปกติ โดยมีอะตอมเรียงตามลำดับที่แน่นอน อย่างไรก็ตาม เมื่อโลหะได้รับความร้อน อะตอมจะเคลื่อนที่ได้มากขึ้นและโลหะจะมีความเหนียวมากขึ้น การให้ความร้อนแก่โลหะยังสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในประเภทของโครงสร้างผลึกได้ การเปลี่ยนโครงสร้างจะทำให้ความเหนียวลดลงหรือเพิ่มขึ้นเนื่องจากประเภทของโครงสร้างมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติของโลหะ สิ่งนี้อธิบายได้ว่าเหตุใดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความเป็นพลาสติกระหว่างการให้ความร้อนจึงแตกต่างกันสำหรับโลหะต่างชนิดกัน3. การแผ่รังสีความร้อนของโลหะเมื่อถูกความร้อนทำให้เกิดการเรืองแสงสีเชอร์รี่เข้มของเหล็ก ซึ่งสังเกตได้ชัดเจนแล้วเมื่อได้รับความร้อนถึง 550°C (1022°F) และที่ 850°C (1562°F) มันจะกลายเป็นสีแดงสด และ จากนั้นเป็นสีส้ม (950°C, 1742°F), สีเหลือง (1000°C, 1832°F) และสีขาว (1300°C, 2372°F ขึ้นไป)อย่างที่คุณเห็น สเปกตรัมของการแผ่รังสีความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้นการสังเกตสีของการชุบแข็งจึงสามารถใช้ประเมินอุณหภูมิของโลหะได้ ซึ่งมักใช้ในการอบชุบด้วยความร้อนและการตีขึ้นรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งก่อนการประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัส . ชื่อของสีเรืองแสง: "ความร้อนแดง", "ความร้อนสีขาว" มักถูกใช้โดยนักโลหะวิทยาแทนการกำหนดอุณหภูมิที่แน่นอนการเปลี่ยนแปลงของสีของรังสีเกิดจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานของปฏิกิริยาภายใน การกระตุ้นและการคลายตัวของอะตอมของโลหะพร้อมกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิที่สูงขึ้น การแผ่รังสีนี้ก็จะยิ่งเข้มข้นขึ้น สเปกตรัมของมันจะค่อยๆ อุดมด้วยรังสีคลื่นสั้นซึ่งเป็นผลมาจากอันตรกิริยากับพลังงานที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น การสนับสนุนหลักของรังสีอินฟราเรดที่อุณหภูมิต่ำจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจนถึงช่วงแสงที่มองเห็นได้และรังสีอัลตราไวโอเลตที่อุณหภูมิสูงมาก4. การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของพื้นผิวโลหะและการก่อตัวของชั้นออกไซด์บนผิวโลหะ ในกรณีของเหล็ก ชั้นดังกล่าวสามารถสร้างฟิล์มโลหะใสบาง ๆ ที่ยังคงอยู่เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงอุณหภูมิห้อง ในกรณีนี้ พื้นผิวของโลหะจะได้สีรุ้ง เนื่องจากพื้นผิวถูกปกคลุมด้วยชั้นโปร่งใสบาง ๆ และทำงานเหมือนกระจก เมื่อชั้นนี้บางมาก จะสะท้อนแสงเพียงบางสีจากแสงแดด ซึ่งเป็นผลมาจากการรบกวนก่อนการถือกำเนิดของไพโรมิเตอร์ เอฟเฟกต์นี้ยังใช้เป็นตัวบ่งชี้อุณหภูมิความร้อนของเหล็กและเหล็กกล้า สีถูกใช้เพื่อตัดสินอุณหภูมิความร้อนของเศษเหล็ก และผลที่ตามมาคือหัวกัดระหว่างการเจาะและการตัด ในยุคปัจจุบัน มีการใช้เพื่อสร้างรอยบนพื้นผิวของโลหะเหล็กและไททาเนียมโดยการให้ความร้อนเฉพาะที่ รวมถึงการหลอมด้วยเลเซอร์5.หากเหล็กถูกทำให้ร้อนมากขึ้น สูงกว่า 1300 °C (2372 °F อุณหภูมิเฉพาะจะขึ้นอยู่กับเกรดเหล็ก) การหลอมโลหะจะเริ่มขึ้นได้ การหลอมละลายเกิดขึ้นเนื่องจากอะตอมได้รับพลังงานสูงและพันธะระหว่างอะตอมถูกทำลาย และอะตอมจะสูญเสียตำแหน่งคงที่ในผลึกและสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ปริมาณวัสดุได้ สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียรูปร่างเดิมและควรป้องกันในระหว่างการอบชุบโลหะด้วยความร้อนดังนั้นเราจึงได้ทบทวนสั้น ๆ เกี่ยวกับกระบวนการที่เห็นได้ชัดซึ่งเกิดขึ้นกับโลหะเมื่อได้รับความร้อน อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะที่เกิดจากการอบชุบด้วยความร้อนนั้นเกิดจากสาเหตุที่ไม่ชัดเจนหลายประการ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโลหะ และเราจะพูดถึงเรื่องนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม 

การทดสอบทางกลคืออะไร: การทดสอบทางกลของวัสดุประเภทต่างๆการทดสอบทางกลเป็นชุดของการทดสอบที่ใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วนสำหรับการระบุวัสดุ การกำหนดคุณลักษณะ การเลือก และการตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์ ส่งผลให้ผู้ผลิตมั่นใจได้ถึงการใช้วัสดุที่เหมาะสม ความปลอดภัยระหว่างการผลิต และความคุ้มค่า บทความนี้จะแนะนำชุดการทดสอบและการใช้งานในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วน  การทดสอบทางกลคืออะไร?การทดสอบทางกลเป็นชุดการทดสอบมาตรฐานที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุและความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่เสนอ เป็นความต้องการอย่างมากในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วน เนื่องจากความต้องการบรรลุมาตรฐานที่กำหนดโดยองค์กรต่างๆ เช่น ASTM และ ISO การทดสอบเหล่านี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแยกแยะวัสดุที่มีคุณภาพต่ำและเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ของตนได้ การทดสอบแรงดึงการทดสอบแรงดึงเป็นการทดสอบความแข็งแรงเชิงกลขั้นพื้นฐานที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความเค้น ความเครียด และการเสียรูปของผลผลิต มันเกี่ยวข้องกับการยัดวัตถุด้วยแรงที่ปลายด้านตรงข้ามและดึงจนมันแตกการทดสอบเกิดขึ้นในเครื่องทดสอบแรงดึงที่เป็นไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า ผู้ปฏิบัติงานส่งวัสดุไปตามแรงต่างๆ และบันทึกข้อมูล หลังจากนั้น พวกเขาวางแผนข้อมูลเพื่อให้ได้เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดในกราฟ มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบแรงดึง ได้แก่ ASTM D638 / ISO 527-2 (สำหรับพลาสติกเสริมแรง), ASTM D412 / ISO 37 (ยางวัลคาไนซ์และเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์) และ ASTM E8 / ASTM A370 / ISO 6892 (โลหะและวัสดุโลหะอื่น ๆ) การทดสอบแรงบิด การทดสอบแรงบิดเป็นการทดสอบทางกลอีกรูปแบบหนึ่งที่ประเมินพฤติกรรมของวัสดุเมื่อได้รับแรงเค้นที่การกระจัดเชิงมุม ด้วยเหตุนี้จึงให้ข้อมูลเกี่ยวกับโมดูลัสแรงเฉือนของความยืดหยุ่นของวัสดุ ความแข็งแรงครากของแรงเฉือน ความต้านทานแรงเฉือน โมดูลัสแรงเฉือนของการแตกร้าว และความเหนียว ตรงกันข้ามกับการทดสอบแรงดึง การทดสอบแรงบิดใช้กับวัสดุและผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ยังมีหลายประเภทที่อธิบายไว้ด้านล่างแรงบิดเท่านั้น: ใช้เฉพาะแรงบิดกับวัสดุAxial-torsion การใช้แรงในแนวแกน (แรงดึง/แรงอัด) และแรงบิดกับวัสดุการทดสอบความล้มเหลว: การบิดผลิตภัณฑ์หรือวัสดุจนแตกหักหรือมีข้อบกพร่องที่มองเห็นได้การทดสอบการพิสูจน์ ใช้แรงบิดกับวัสดุและคงแรงบิดไว้ในช่วงเวลาหนึ่งการทดสอบการทำงาน: การทดสอบขั้นสุดท้ายเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมของวัสดุภายใต้แรงบิดและน้ำหนักบรรทุก ตามมาตรฐาน ASTM และ ISO มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบการบิดคือ ASTM A938/ ISO 7800 (การทดสอบการบิดของลวดโลหะ)การทดสอบความล้า การทดสอบความล้าทางกลกำหนดว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้โหลดที่ผันผวนในแนวแกน บิด หรืองอ มันเกี่ยวข้องกับการนำวัสดุไปโหลดเฉลี่ยและโหลดสลับกัน เป็นผลให้วัสดุเกิดความล้า (เช่น เมื่อวัสดุแตก)ข้อมูลจะถูกนำเสนอจากการทดสอบในไดอะแกรม SN ซึ่งเป็นพล็อตของจำนวนรอบที่จะทำให้เกิดความล้มเหลวเทียบกับแอมพลิจูดของความเค้นแบบวัฏจักร (ซึ่งอาจเป็นแอมพลิจูดของความเครียด ความเค้นสูงสุด หรือความเค้นต่ำสุด)การทดสอบกลไกการแตกหัก การทดสอบกลศาสตร์การแตกหักช่วยให้ผู้ผลิตสามารถกำหนดพลังงานที่จะใช้ในการทำลายวัสดุที่มีรอยแตกเป็นสองส่วน นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตรวจสอบความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักโดยใช้ปัจจัยความเครียดที่แท้จริง จากข้อมูล ผู้ผลิตสามารถวิเคราะห์การแตกหักแบบเปราะและตรวจสอบขนาดเกรน ความลึกของกล่อง ฯลฯมาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบคือ BS 7448, NS-EN 10225, ASTM E1820 และ EEMUA pub 158.การทดสอบแรงอัดการทดสอบแรงอัดเป็นอีกหนึ่งการทดสอบพื้นฐานทางวิศวกรรมเครื่องกลที่กำหนดพฤติกรรมของวัสดุเมื่อต้องรับแรงกดทับ ด้วยเหตุนี้ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตชิ้นส่วน เนื่องจากวัสดุผ่านขั้นตอนต่างๆ กันเหมาะสำหรับการทดสอบวัสดุหลายประเภท เช่น โลหะ พลาสติก เซรามิก หรือผู้ใช้รายอื่นที่มีความสามารถในการรับน้ำหนัก มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบแรงอัดคือ ASTM D3574 (วัสดุเซลล์แบบยืดหยุ่นได้) ASTM D695-15 (พลาสติกชนิดแข็ง), AITM 0010, ASTM C109 (ก้อนคอนกรีตขนาด 2 นิ้ว), ISO 844 (พลาสติกชนิดเซลล์ชนิดแข็ง)การทดสอบการคืบ การทดสอบการคืบหรือการทดสอบการคลายความเครียดเกี่ยวข้องกับการให้วัสดุมีความเค้นคงที่ที่อุณหภูมิสูงและบันทึกการเสียรูปในช่วงเวลาที่กำหนด หลังจากนั้น ผู้ดำเนินการวางแผนการคืบกับเวลาบนกราฟเพื่อรับอัตราการคืบ (ความชันของกราฟ)การทดสอบนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถระบุแนวโน้มของวัสดุที่จะเปลี่ยนรูปภายใต้ความเค้นคงที่ที่อุณหภูมิคงที่ (รวมถึงการขยายตัวหรือหดตัวเนื่องจากความร้อน) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัสดุ เช่น งานโลหะ สปริง และข้อต่อบัดกรี

การทดสอบเครื่องกลอุตสาหกรรมมีความสำคัญหรือไม่?ความสมบูรณ์ของโครงสร้างเป็นส่วนสำคัญของการผลิตชิ้นส่วนเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ เนื่องจากชุดการทดสอบมีเป้าหมายเพื่อยืนยันความสมบูรณ์ของโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ จึงเป็นส่วนสำคัญของสิ่งต่อไปนี้:ผู้ผลิตสำหรับคุณภาพ การทดสอบทางวิศวกรรมเครื่องกลมีความสำคัญต่อผู้ผลิตทุกราย นอกเหนือจากนั้น การทดสอบเหล่านี้ยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถรักษาชื่อเสียง ลดต้นทุนการผลิต และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์บริษัทผู้ผลิตเพียงไม่กี่แห่งมีเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการทดสอบเหล่านี้ ดังนั้นคุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ว่าจ้างบุคคลภายนอกให้กับเครื่องจักรที่จำเป็นผู้ค้าวัสดุผู้ค้าวัสดุควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามมาตรฐานสากลอย่างเหมาะสมเนื่องจากเป็นประเด็นสำคัญในการจัดหาวัสดุ สิ่งนี้สร้างความน่าเชื่อถือให้กับตัวแทนจำหน่ายลูกค้า/ลูกค้าลูกค้าทุกรายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการทดสอบทางกลกับวัสดุและผลิตภัณฑ์ทั้งก่อน ระหว่าง และหลังการผลิต เป็นผลให้สามารถปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และลดความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์บทสรุปการทดสอบทางกลเป็นชุดของวิธีทดสอบที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์และวัสดุ เพื่อความปลอดภัยในระหว่างการผลิต การใช้วัสดุที่เหมาะสม และความคุ้มค่า เป็นส่วนสำคัญของทุกอุตสาหกรรมการออกแบบและการผลิต