Mekaniske Egenskaber af Ingeniørmaterialer

For at færdiggøre materialet til et ingeniørprodukt eller -anvendelse, er det vigtigt at forstå materialets mekaniske egenskaber. Materialets mekaniske egenskaber er dem, der påvirker det mekaniske styrke og evnen til at formes i passende form. Nogle af de typiske mekaniske egenskaber hos et materiale inkluderer:

• Styrke

• Tøffhed

• Hårdhed

• Hårdgørelseskapacitet

• Brudbarhed

• Hamrbarhed

• Strækbarhed

• Krymp og glid

• Resilience

• Træthed

Styrke

Det er en egenskab hos et materiale, der modarbejder deformation eller nedbrydning af materialet i tilstedeværelse af eksterne kræfter eller belastninger. Materialerne, vi fastlægger for vores ingeniørprodukter, skal have passende mekanisk styrke for at være i stand til at fungere under forskellige mekaniske kræfter eller belastninger.

Tøffhed

Det er evnen hos et materiale til at absorbere energi og blive plastisk deformerede uden at briste. Dets numeriske værdi bestemmes af mængden af energi pr. enhedsvolumen. Dets enhed er Joule/m3. Værdien af tøffheden hos et materiale kan bestemmes ved stress-strain karakteristika af materialet. For god tøffhed bør materialer have god styrke samt strækbarhed.

For eksempel: brosne materialer, som har god styrke, men begrænset strækbarhed, er ikke tøffe nok. Omvendt, materialer med god strækbarhed, men lav styrke, er heller ikke tøffe nok. Derfor skal et materiale kunne modstå både høj spænding og fordejning for at være tøft.

Hårdhed

Det er evnen hos et materiale til at modstå permanent formændring pga. ekstern spænding. Der findes forskellige mål for hårdhed – Skrathårthed, Indtrykshårdhed og Reboundhårdhed.

1. Skrathårthed
   Skrathårhed er evnen hos materialer til at modstå skravering af den ydre overfladelag pga. ekstern kraft.

2. Indtrykshårdhed
   Det er evnen hos materialer til at modstå indtryk pga. punch fra eksterne hårde og skarpe objekter.

3. Reboundhårdhed
   Reboundhårdhed kaldes også dynamisk hårdhed. Den bestemmes af højden af "hop" af en diamanttoppet hammer, der slættes fra en fast højde på materialet.

Hårdgørelseskapacitet

Det er evnen hos et materiale til at opnå hårdhed ved varmebehandling. Det bestemmes af dybden, hvori materialet bliver hårdt. SI-enheten for hårdgørelseskapacitet er meter (ligesom længde). Hårdgørelseskapaciteten af et materiale er omvendt proportional med materialels svarevne til at løde.

Brudbarhed

Brudbarheden af et materiale angiver, hvor let det brister, når det udsættes for en kraft eller belastning. Når et brudbart materiale udsættes for spænding, absorberer det meget lidt energi og brister uden betydelig fordejning. Brudbarhed er det modsatte af strækbarhed. Brudbarhed af materiale er temperaturafhængig. Nogle metaller, som er strækbar ved normal temperatur, bliver brudbare ved lav temperatur.

Hamrbarhed

Hamrbarhed er en egenskab hos faste materialer, der angiver, hvor let et materiale formes under kompressiv spænding. Hamrbarhed kategoriseres ofte ved evnen til at formes til en tynd plade ved hamring eller rulling. Denne mekaniske egenskab er en aspekt af plasticitet. Hamrbarhed af materiale er temperaturafhængig. Med stigende temperatur øges hamrbarheden af materialet.

Strækbarhed

Strækbarhed er en egenskab hos et fast materiale, der angiver, hvor let et materiale formes under trækspænding. Strækbarhed kategoriseres ofte ved evnen til at blive strakt til en tråd ved trækning. Denne mekaniske egenskab er også en aspekt af plasticitet og er temperaturafhængig. Med stigende temperatur øges strækbarheden af materialet.

Krymp og glid

Krymp er en egenskab hos et materiale, der angiver tendensen til at bevæge sig langsomt og deformere permanent under indflydelse af ekstern mekanisk spænding. Det resulterer af langvarig udsættelse for stor ekstern mekanisk spænding inden for grænsen for givning. Krymp er mere alvorlig i materialer, der udsættes for varme i lang tid. Glid i materiale er en plan med høj atomtæthed.

Resilience

Resilience er evnen hos et materiale til at absorbere energi, når det elastisk deformeres ved at påføre spænding, og frigive energien, når spændingen fjernes. Bevis-resilience defineres som den maksimale energi, der kan absorbere uden permanent deformation. Modulus for resilience defineres som den maksimale energi, der kan absorbere pr. enhedsvolumen uden permanent deformation. Den kan bestemmes ved at integrere stress-strain kurven fra nul til elastisk grænse. Enheden er joule/m3.

Træthed

Træthed er svækkelsen af materiale, forårsaget af gentagen belastning af materialet. Når et materiale udsættes for cyklisk belastning, og belastning større end en vis terskelværdi, men langt under materialets styrke (ultimat trækspændingsgrænse eller givningsgrænse), begynder mikroskopiske sprækker at dannes ved graingrænser og grænseflader. Til sidst når sprækken en kritisk størrelse. Denne spræk propagerer pludseligt, og strukturen brister. Formen på strukturen påvirker trætheden meget. Kvadratiske hulrum og skarpe hjørner fører til forhøjet spændinger, hvor træthedssprækken initieres.

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler fortjener at deles, hvis der er overtrædelse kontakt til sletning.