Propietats mecàniques dels materials d'enginyeria

Per finalitzar el material per a un producte o aplicació d'enginyeria, és important entendre les propietats mecàniques del material. Les propietats mecàniques d'un material són aquelles que afecten la resistència mecànica i la capacitat del material de ser modelat en una forma adequada. Algunes de les propietats mecàniques típiques d'un material inclouen:

• Resistència

• Tenacitat

• Duresa

• Capacitat de durament

• Fragilitat

• Maleabilitat

• Ductilitat

• Creixement lliu i lliscament

• Resiliència

• Fatiga

Resistència

És la propietat d'un material que s'oposa a la deformació o descomposició del material en presència de forces o càrregues externes. Els materials que triem per als nostres productes d'enginyeria han de tenir una resistència mecànica adequada per poder funcionar sota diferents forces o càrregues mecàniques.

Tenacitat

És la capacitat d'un material d'absorbir energia i deformar-se plàsticament sense trencar-se. El seu valor numèric es determina pel grau d'energia per unitat de volum. La seva unitat és Joule/m3. El valor de la tenacitat d'un material es pot determinar pels caràcters de tensió-deformació del material. Per a una bona tenacitat, els materials haurien de tenir una bona resistència i ductilitat.

Per exemple: els materials fràgils, amb una bona resistència però limitada ductilitat, no són prou tenacs. A la inversa, els materials amb bona ductilitat però baixa resistència tampoc són prou tenacs. Per tant, per ser tenac, un material hauria de ser capaç de suportar tant alt stress com strain.

Duresa

És la capacitat d'un material de resistir un canvi permanent de forma degut a l'estress extern. Hi ha diverses mesures de duresa – Duresa de rascadura, Duresa d'indentació i Duresa de rebot.

1. Duresa de rascadura
   La duresa de rascadura és la capacitat dels materials d'oposar-se a les rascades a la capa superficial exterior degut a la força externa.

2. Duresa d'indentació
   És la capacitat dels materials d'oposar-se a la indentació degut a l'impacte d'objectes durs i punxants externs.

3. Duresa de rebot
   La duresa de rebot també s'anomena duresa dinàmica. Es determina per l'alçada del "bot" d'un martell amb punta de diamant que es fa caure des d'una alçada fixa sobre el material.

Capacitat de durament

És la capacitat d'un material d'aconseguir duresa mitjançant processos de tractament tèrmic. Es determina per la profunditat fins a la qual el material es duerix. L'unitat SI de la capacitat de durament és el metre (similar a la longitud). La capacitat de durament del material és inversament proporcional a la soldabilitat del material.

Fragilitat

La fragilitat d'un material indica quant fàcilment es trenca quan està sotmès a una força o càrrega. Quan un material fràgil està sotmès a un stress, absorbeix molt poca energia i es trenca sense una deformació significativa. La fragilitat és la contraria de la ductilitat del material. La fragilitat del material depèn de la temperatura. Alguns metalls que són ductils a temperatura normal esdevenen fràgils a baixes temperatures.

Maleabilitat

La maleabilitat és una propietat dels materials sòlids que indica quant fàcilment un material es deforma sota stress compressiu. La maleabilitat sovint es categoritza per la capacitat del material de formar-se en full fin en forma de martellat o rodat. Aquesta propietat mecànica és un aspecte de la plasticitat del material. La maleabilitat del material depèn de la temperatura. Amb l'augment de la temperatura, la maleabilitat del material augmenta.

Ductilitat

La ductilitat és una propietat d'un material sòlid que indica quant fàcilment un material es deforma sota stress tensile. La ductilitat sovint es categoritza per la capacitat del material d'estendre's en fil per tracció o traç. Aquesta propietat mecànica també és un aspecte de la plasticitat del material i depèn de la temperatura. Amb l'augment de la temperatura, la ductilitat del material augmenta.

Creixement lliu i lliscament

El creixement lliu és la propietat d'un material que indica la tendència del material a moure's lentament i deformar-se permanentment sota l'influència d'un stress mecànic extern. Resulta per la llarga exposició a un gran stress mecànic extern dins del límit de rendiment. El creixement lliu és més sever en materials que estan sotmesos a calor durant molt de temps. El lliscament en el material és un pla amb alta densitat d'àtoms.

Resiliència

La resiliència és la capacitat d'un material d'absorbir energia quan es deforma elàsticament per l'aplicació de stress i liberar l'energia quan es retira el stress. La resiliència de prova es defineix com la màxima energia que es pot absorbir sense deformació permanent. El mòdul de resiliència es defineix com la màxima energia que es pot absorbir per unitat de volum sense deformació permanent. Es pot determinar integrant la corba de tensió-deformació des de zero fins al límit elàstic. La seva unitat és joule/m3.

Fatiga

La fatiga és l'afalcalament del material causat per la càrrega cíclica repetida del material. Quan un material està sotmès a una càrrega cíclica, i la càrrega és superior a un cert valor llindar però ben lluny del límit de resistència del material (límit de resistència a la tracció o límit de rendiment), comencen a formar-se microfissures a les fronteres de grans i interfícies. Finalment, la fissura arriba a una mida crítica. Aquesta fissura es propaga de manera repentina i l'estructura es trenca. La forma de l'estructura afecta molt la fatiga. Les obertures quadrades i les cantonades agudes condueixen a tensions elevades on inicia la fissura de fatiga.

Declaració: Respecteu l'original, els bons articles meriten ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.