Механични свойства на инженерните материали

За да се завърши материала за инженерен продукт или приложение, е важно да се разберат механичните свойства на материала. Механичните свойства на материала са тези, които влияят върху механичната устойчивост и способността на материала да бъде формиран в подходяща форма. Някои от типичните механични свойства на материала включват:

• Устойчивост

• Издръжливост

• Твърдост

• Възможност за закалване

• Ломкост

• Ковкост

• Прочност

• Плъзгане и крип

• Еластичност

• Умора

Устойчивост

Това е свойство на материала, което противодейства на деформацията или разрушаването на материала в присъствието на външни сили или товар. Материалите, които избираме за нашите инженерни продукти, трябва да имат подходяща механична устойчивост, за да могат да работят под различни механични сили или товари.

Издръжливост

Това е способността на материала да абсорбира енергия и да се деформира пластично без да се разцепи. Неговата числената стойност се определя от количеството енергия във единица обем. Единицата му е Джоул/ м3. Стойността на издръжливостта на материала може да бъде определена от характеристиките на напрежение-деформация на материала. За добра издръжливост, материалите трябва да имат добра устойчивост, както и прочност.

Например: ломки материали, които имат добра устойчивост, но ограничена прочност, не са достатъчно издръжливи. Обратно, материали, които имат добра прочност, но ниска устойчивост, също не са достатъчно издръжливи. Следователно, за да бъде издръжлив, материала трябва да може да издържа както високо напрежение, така и деформация.

Твърдост

Това е способността на материала да противодейства на постоянна промяна на формата си поради външно напрежение. Има различни мерки за твърдост – Твърдост по царапане, Твърдост по вдаване и Твърдост по отскок.

1. Твърдост по царапане
   Твърдостта по царапане е способността на материали да противодействат на царапането на външния слой поради външна сила.

2. Твърдост по вдаване
   Това е способността на материали да противодействат на вдаването от удари с външни твърди и остри предмети.

3. Твърдост по отскок
   Твърдостта по отскок се нарича още динамична твърдост. Определя се от височината на "подскачане" на чук с алмазен връх, спуснат от фиксирана височина върху материала.

Възможност за закалване

Това е способността на материала да достигне твърдост чрез процеси на термообработка. Определя се от дълбочината, до която материала става твърд. SI единица за възможност за закалване е метър (подобно на дължина). Възможността за закалване на материала е обратно пропорционална на сваряемостта на материала.

Ломкост

Ломкостта на материала показва колко лесно се разцепва, когато е подложена на сила или товар. Когато ломки материал е подложен на напрежение, наблюдава се много малко енергия и се разцепва без значителна деформация. Ломкостта е противоположна на прочността на материала. Ломкостта на материала зависи от температурата. Някои метали, които са прочни при нормална температура, стават ломки при ниска температура.

Ковкост

Ковкостта е свойство на твърди материали, което показва колко лесно материал се деформира под компресивно напрежение. Ковкостта често се класифицира по способността на материала да бъде формиран във форма на тънък лист чрез чукане или валяне. Това механично свойство е аспект на пластичността на материала. Ковкостта на материала зависи от температурата. С повишаването на температурата, ковкостта на материала се увеличава.

Прочност

Прочността е свойство на твърд материал, което показва колко лесно материал се деформира под напрежение. Прочността често се класифицира по способността на материала да бъде протегнат в нишка чрез дърпане или извличане. Това механично свойство също е аспект на пластичността на материала и зависи от температурата. С повишаването на температурата, прочността на материала се увеличава.

Крип и плъзгане

Крип е свойство на материала, което показва склонността на материала да се движи бавно и да се деформира постоянно под влияние на външно механично напрежение. Резултата е следствие на продължително излагане на голямо външно механично напрежение в предела на усукване. Крип е по-сериозен в материали, които са подложени на топлина за дълго време. Плъзгането в материала е равнина с висока плътност на атоми.

Еластичност

Еластичността е способността на материала да абсорбира енергия, когато е деформиран еластично чрез прилагане на напрежение, и да освободи енергията, когато напрежението бъде премахнато. Доказаната еластичност се дефинира като максималната енергия, която може да бъде абсорбирана без постоянна деформация. Модулът на еластичност се дефинира като максималната енергия, която може да бъде абсорбирана във единица обем без постоянна деформация. Той може да бъде определен чрез интегриране на кривата напрежение-деформация от нула до еластичен предел. Единицата му е джоул/ м3.

Умора

Умората е ослабяването на материала, причинено от повторното награждане на материала. Когато материал е подложен на циклично награждане, и награждане над определена прагова стойност, но много под силата на материала (предел на усукване или предел на устойчивост), микроскопични пукнатини започват да се формират в границите на зърната и интерфейсите. Накрая пукнатината достига критичен размер. Тази пукнатина се разпространява внезапно и структурата се разцепва. Формата на структурата много влияе на умората. Квадратни отвори и остри ъгли водят до повишени напрежения, където започва пукнатината от умора.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са струващи за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обратете за изтриване.