Mikä on virtausstressi?

Kun otetaan huomioon jännityksen mittaus, joka saa materiaalin virtaamaan yhteen suuntaan, virtausjännitystä käytetään luonnehtimaan metallinmuovauskoneita. Metallilevyjen valssaus vaatii tietyn määrän tehoa ja vääntömomenttia riippuen käsiteltävän materiaalin tyypistä. Myös muilla metallinmuovausmenetelmillä, kuten taontalla, ekstruusiolla ja sulatuksella, on omat vaikutuksensa jännitystasoon. Virtausjännityskäyrä kuvaa, kuinka joustava tietty materiaali on ja kuinka pitkänomainen se voi venyä ennen kuin se saavuttaa suurimman vetolujuutensa. Metalleja käsiteltäessä on tärkeää tietää, missä vaiheessa materiaali hajoaa.

Lämpötila vaikuttaa teräksen virtausjännitykseen, joka tyypillisesti pienenee, kun materiaali pehmenee sen kuumeneessa. Jännitys lisääntyy myös metallissa, joka vaihtaa faaseja kuumennettaessa, sekä jos materiaali kiteytyy uudelleen lämpötilan muutoksen aikana. Uudelleenkiteytyminen ja lämpötilan muutokset lisäävät myös materiaaliin kohdistuvaa rasitusta, mikä korreloi suoraan virtausjännityksen nousun kanssa. Samoin raekoko sekä muut muutokset jyvien luonteessa lämpötilan ja metallin tilan muuttuessa metallinmuodostusprosessin aikana.

Teräksen kemiallinen koostumus, sen kiderakenne sekä sen koostumuksen puhtaus ovat tekijöitä, jotka vaikuttavat sen virtausjännitykseen. Kylmämuovatun teräksen lämpökäsittely lisää jännitystilaa rajusti, samoin kuin muutokset metallin kovuudessa ja pehmeydessä käsittelyn aikana. Materiaalinäytteelle tehdään vetokoe ja sen vetolujuuden tietoja käytetään aineen virtausjännityksen määrittämiseen. Tässä tapauksessa näytteen tila vaikuttaa siihen, mitä metallinmuovausasiantuntijat uskovat olevan koko teräslevyn ominaisuudet ja missä vaiheessa se murtuisi.

Tiettyä jännitysvirtauskaaviota käytetään kuvaamaan parametrin ja virtausjännityksen välinen suhde. Kaavio auttaa ymmärtämään näitä suhteita tietyissä olosuhteissa ja määrittämään, mitkä tekniikat sopivat käytetylle materiaalityypille. Erilaisten tutkijoiden tekemien kokeiden tietojen perusteella eri teräslaatujen virtausjännitysominaisuudet tunnetaan. Matemaattisia yhtälöitä käytetään myös stressitason arvioimiseen useiden tekijöiden perusteella. Tietyn materiaalin rajat ovat tärkeitä valmistajien tiedossa oikeita metallinmuovauslaitteita valitessaan, joten se tuottaa laadukkaita terästuotteita kustannustehokkaasti.