Μηχανικές Ιδιότητες Μηχανικών Υλικών
Για να ολοκληρωθεί το υλικό για ένα μηχανικό προϊόν ή εφαρμογή, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Οι μηχανικές ιδιότητες ενός υλικού είναι αυτές που επηρεάζουν τη μηχανική δύναμη και τη δυνατότητα του υλικού να πλάστευτει σε κατάλληλη μορφή. Μερικές από τις κατανοητές μηχανικές ιδιότητες ενός υλικού περιλαμβάνουν:
Δύναμη
Ανθεκτικότητα
Σκληρότητα
Εξωτερική σκληρότητα
Βρεγματικότητα
Μαλακότητα
Εκτενότητα
Προσωρινή διάβρωση και ξεφυση
Ελαστικότητα
Κόπωση
Δύναμη
Είναι η ιδιότητα ενός υλικού που αντιτίθεται στην μεταμόρφωση ή την κατάρρευση του υλικού σε παρουσία εξωτερικών δυνάμεων ή φορτίων. Τα υλικά που επιλέγουμε για τα μηχανικά προϊόντα μας, πρέπει να έχουν κατάλληλη μηχανική δύναμη για να μπορούν να λειτουργούν υπό διάφορες μηχανικές δυνάμεις ή φορτία.
Ανθεκτικότητα
Είναι η δυνατότητα ενός υλικού να απορροφήσει ενέργεια και να πλαστικά μεταμορφωθεί χωρίς να σπάσει. Η αριθμητική της τιμή καθορίζεται από την ποσότητα ενέργειας ανά μονάδα όγκου. Η μονάδα της είναι Joule/ m3. Η τιμή της ανθεκτικότητας ενός υλικού μπορεί να καθοριστεί από τις χαρακτηριστικές τάση-εκτάση του υλικού. Για καλή ανθεκτικότητα, τα υλικά πρέπει να έχουν καλή δύναμη και εκτενότητα.
Για παράδειγμα: τα βρεγματικά υλικά, που έχουν καλή δύναμη αλλά περιορισμένη εκτενότητα, δεν είναι αρκετά ανθεκτικά. Αντίθετα, τα υλικά με καλή εκτενότητα αλλά χαμηλή δύναμη δεν είναι επίσης αρκετά ανθεκτικά. Συνεπώς, για να είναι ανθεκτικό, ένα υλικό πρέπει να μπορεί να αντέξει και υψηλή τάση και εκτάση.
Σκληρότητα
Είναι η δυνατότητα ενός υλικού να αντιτίθεται σε μόνιμη αλλαγή μορφής λόγω εξωτερικής τάσης. Υπάρχουν διάφορες μέτρεσεις σκληρότητας – Σκληρότητα Επιγραφής, Σκληρότητα Βαθμού και Σκληρότητα Αντίδρασης.
Σκληρότητα Επιγραφής
Η Σκληρότητα Επιγραφής είναι η δυνατότητα των υλικών να αντιτίθενται στις επιγραφές στο εξωτερικό επίπεδο λόγω εξωτερικής δύναμης.Σκληρότητα Βαθμού
Είναι η δυνατότητα των υλικών να αντιτίθενται στην καταστροφή λόγω της χτυπήσης εξωτερικών σκληρών και οξείων αντικειμένων.Σκληρότητα Αντίδρασης
Η Σκληρότητα Αντίδρασης είναι επίσης γνωστή ως δυναμική σκληρότητα. Καθορίζεται από το ύψος της "πηδήξης" ενός σφυρού με κορυφή διαμάντι που πέφτει από σταθερό ύψος στο υλικό.
Εξωτερική σκληρότητα
Είναι η δυνατότητα ενός υλικού να επιτύχει σκληρότητα μέσω επεξεργασίας θερμικής. Καθορίζεται από το βάθος μέχρι το οποίο το υλικό γίνεται σκληρό. Η Μονάδα SI της εξωτερικής σκληρότητας είναι μέτρο (παρόμοιο με το μήκος). Η εξωτερική σκληρότητα του υλικού είναι αντιστρόφως ανάλογη με την συνδεσιμότητα του υλικού.
Βρεγματικότητα
Η βρεγματικότητα ενός υλικού δείχνει πόσο εύκολα σπάει όταν υπόκειται σε δύναμη ή φορτίο. Όταν ένα βρεγματικό υλικό υπόκειται σε τάση, απορροφά πολύ μικρή ενέργεια και σπάει χωρίς σημαντική εκτάση. Η βρεγματικότητα είναι αντίθετη με την εκτενότητα του υλικού. Η βρεγματικότητα ενός υλικού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Κάποια μέταλλα που είναι εκτενή σε κανονική θερμοκρασία, γίνονται βρεγματικά σε χαμηλή θερμοκρασία.
Μαλακότητα
Η μαλακότητα είναι μια ιδιότητα των στερεών υλικών που δείχνει πόσο εύκολα ένα υλικό μεταμορφώνεται υπό συμπίεση. Η μαλακότητα συχνά κατηγοριοποιείται από τη δυνατότητα του υλικού να μορφοποιηθεί σε μια λεπτή φλύνη μέσω χτυπήματος ή ρουλάδας. Αυτή η μηχανική ιδιότητα είναι ένα πτυχή της πλαστικότητας του υλικού. Η μαλακότητα του υλικού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η μαλακότητα του υλικού αυξάνεται.
Εκτενότητα
Η εκτενότητα είναι μια ιδιότητα ενός στερεού υλικού που δείχνει πόσο εύκολα ένα υλικό μεταμορφώνεται υπό τάση. Η εκτενότητα συχνά κατηγοριοποιείται από τη δυνατότητα του υλικού να εκταθεί σε τρήμα μέσω σύρσης ή τράβηγμα. Αυτή η μηχανική ιδιότητα είναι επίσης μια πτυχή της πλαστικότητας του υλικού και εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η εκτενότητα του υλικού αυξάνεται.
Προσωρινή διάβρωση και ξεφυση
Η προσωρινή διάβρωση είναι η ιδιότητα ενός υλικού που δείχνει την τάση του υλικού να κινείται αργά και να μεταμορφώνεται μόνιμα υπό την επιρροή εξωτερικής μηχανικής τάσης. Προκύπτει λόγω μακροχρόνιας εκθέσεως σε μεγάλη εξωτερική μηχανική τάση μέσα στο όριο της παραχώρησης. Η προσωρινή διάβρωση είναι πιο σοβαρή σε υλικά που υπόκεινται σε θερμότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η ξεφυση σε υλικό είναι ένα επίπεδο με υψηλή πυκνότητα ατόμων.
Ελαστικότητα
