Prüfverfahren für die Bruchzähigkeit; was ist der Unterschied zwischen Bruchfestigkeit und Zugfestigkeit?

Die Anwendung von gesinterten NdFeB-Permanentmagneten beruht in erster Linie auf ihren magnetischen Eigenschaften; abhängig von der Betriebsumgebung 

und Bedingungen gehen die Anforderungen über den Magnetismus hinaus und umfassen auch mechanische und chemische Eigenschaften. Zum Beispiel Magnete, die in Hochgeschwindigkeitsdrehungen verwendet werden 

Die Maschinen müssen erheblichen Zentrifugalkräften, Vibrationen oder extremen Beschleunigungen (3g-5g) standhalten. Zusätzlich sind die bei der Installation auftretenden Spannungen 

kann zu Problemen wie Abblättern, Kantenabplatzungen, Eckbrüchen oder Rissen führen. Daher sind spezifische mechanische Leistungsstandards unerlässlich.

Was sind die mechanischen Eigenschaften eines Materials?

Zu den mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs gehören im Allgemeinen Festigkeit, Härte, Plastizität und Zähigkeit; jeder dieser Parameter hat eine eigene physikalische Bedeutung.

Die Festigkeit bezieht sich auf die maximale Fähigkeit eines Materials, einem durch äußere Kräfte verursachten Versagen zu widerstehen. Je nach Art der aufgebrachten Kraft wird die Festigkeit wie folgt kategorisiert:

Zugfestigkeit: Die ultimative Festigkeitsgrenze, wenn die äußere Kraft eine Zugkraft (Zugkraft) ist.

Druckfestigkeit: Die ultimative Festigkeitsgrenze, wenn die äußere Kraft eine schiebende (Druck-) Kraft ist.

Biegefestigkeit (oder Biegefestigkeit): Die ultimative Festigkeitsgrenze, wenn die äußere Kraft senkrecht zur Achse des Materials wirkt und es zum Biegen bringt.

Prüfverfahren für die Bruchzähigkeit; was ist der Unterschied zwischen Bruchfestigkeit und Zugfestigkeit?

Härte
Bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, dem Eindrücken eines harten Gegenstandes in seine Oberfläche lokal zu widerstehen; es dient als Indikator für den Vergleich der relativen Härte 

aus verschiedenen Materialien. Eine höhere Härte bedeutet, dass das Metall besser in der Lage ist, plastischen Verformungen zu widerstehen.

Plastizität
bezieht sich auf die Fähigkeit eines festen Stoffes, einer Verformung unter einer bestimmten äußeren Kraft zu widerstehen; insbesondere ist es die Fähigkeit des Materials, eine dauerhafte 

Verformung ohne Bruch bei Einwirkung äußerer Kräfte.

Zähigkeit
Stellt die Fähigkeit eines Materials dar, Energie während der Prozesse der plastischen Verformung und des Bruchs zu absorbieren. Größere Zähigkeit impliziert eine geringere Wahrscheinlichkeit 

von Sprödbruch. In der Materialwissenschaft und Metallurgie bezieht sich die Zähigkeit auf die Bruchfestigkeit eines Materials, wenn es Verformungskräften ausgesetzt wird; sie wird definiert als 

Das Verhältnis der vor dem Bruch absorbierten Energie zum Volumen des Materials.

Mechanische Eigenschaften von gesintertem NdFeB

Gesintertes NdFeB ist ein sprödes Material, das sich durch hohe Härte und Sprödigkeit auszeichnet - das heißt, es besitzt eine hohe Festigkeit, aber eine geringe Zähigkeit. Es weist praktisch 

Keine plastische Verformung vor dem Brechen, Versagen noch im Stadium der elastischen Verformung.

Die folgende Abbildung vergleicht das maximale Energieprodukt (BH) m und die Bruchzähigkeit verschiedener Permanentmagnetmaterialien. Es ist zu erkennen, dass gesinterte 

NdFeB besitzt das höchste (BH) m, während seine Bruchzähigkeit mit der von Sm2Tm17, SmCo5 und Ferrit-Permanentmagneten vergleichbar bleibt; dies liegt daran, dass 

Sie alle sind spröde Permanentmagnetmaterialien auf Basis intermetallischer Verbindungen. Gebundene Seltene-Erden-Permanentmagnete, Fe-Cr-Co-Legierungen und Magnetstähle 

Sie weisen eine hervorragende Bruchzähigkeit auf, sind jedoch deutlich niedriger als die (BH) m-Werte von gesintertem NdFeB.

Prüfverfahren für die Bruchzähigkeit; was ist der Unterschied zwischen Bruchfestigkeit und Zugfestigkeit?

Drei gängige Indikatoren werden verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von spröden Materialien zu beschreiben:

Bruchzähigkeit: Diese spiegelt im Allgemeinen die Festigkeit des Materials bei sich ausbreitenden Rissen wider; die Einheit ist MPa · m¹ / ². Die Prüfung erfordert Ausrüstung wie 

als Zugprüfmaschine, Spannungssensoren, Extensometer und dynamischer Dehnungsverstärker mit Signalaufbereitung, und die Proben müssen als dünne Bleche aufbereitet werden.

Schlagzähigkeit (Schlagbruchzähigkeit): Dies spiegelt die Energie wider, die das Material während des Bruchs unter Schlagbelastung aufnimmt; die Einheit ist J / m². Messungen 

Die Schlagzähigkeit reagiert sehr empfindlich auf Faktoren wie Probenabmessungen, Form, Bearbeitungspräzision und Prüfbedingungen, was zu einer erheblichen Datenstreuung führt.

Biegefestigkeit: Damit wird die Bruchfestigkeit des Materials beim Biegen gemessen, typischerweise mit der Dreipunktbiegemethode. Aufgrund der Leichtigkeit der 

Probenvorbereitung und -prüfung ist die gebräuchlichste Kennzahl zur Beschreibung der mechanischen Eigenschaften von gesinterten NdFeB-Magneten.

Wir haben ungefähre Bereiche für die Indikatoren für die mechanischen Eigenschaften von gesinterten NdFeB-Magneten zusammengestellt, die auf Daten verschiedener Forscher basieren, die 

Unterschiedliche Prüfverfahren; da es sich um spröde Materialien handelt, weisen die Prüfdaten eine erhebliche Streuung auf.

Die hohe Festigkeit und die geringe Zähigkeit von gesinterten NdFeB-Dauermagneten werden durch ihre inhärente Kristallstruktur bestimmt; zusätzlich, 

Zwei weitere Faktoren beeinflussen ihre Biegefestigkeit und bieten Möglichkeiten zur Verbesserung dieser Festigkeit.

Der Neodym (Nd) -Gehalt beeinflusst die Festigkeit von gesintertem NdFeB; experimentelle Ergebnisse zeigen, dass unter bestimmten Bedingungen ein höherer Nd-Gehalt zu 

höhere Materialstärke.

Die Zugabe anderer metallischer Elemente beeinflusst ebenfalls die Festigkeit von gesintertem NdFeB. Die Zugabe bestimmter Mengen von Titan (Ti), Niob (Nb) oder Kupfer (Cu) 

Verbessert die Schlagbruchzähigkeit der Permanentmagnete, während die Zugabe einer kleinen Menge Kobalt (Co) ihre Biegefestigkeit erhöht.

Die relativ begrenzten umfassenden mechanischen Eigenschaften von gesintertem NdFeB sind ein Schlüsselfaktor, der seine Anwendung in einem breiteren Spektrum von Bereichen einschränkt. Wenn das Material 

Die Zähigkeit könnte verbessert werden, ohne die magnetischen Eigenschaften zu beeinträchtigen - oder gleichzeitig zu verbessern -, gesintertes NdFeB würde eine wichtigere Rolle spielen bei 

Sektoren wie das Militär und die Luft- und Raumfahrt, die eine neue Ära der Entwicklung einläuten.