Mekanikal na Katangian ng mga Materyales sa Inhinyeriya

Upang matapos ang material para sa isang produktong inhenyeriya o aplikasyon, mahalagang maintindihan ang mekanikal na katangian ng material. Ang mekanikal na katangian ng isang material ay ang mga ito na nakakaapekto sa mekanikal na lakas at kakayahan ng material na hugisin sa maaring hugis. Ang ilan sa mga tipikal na mekanikal na katangian ng isang material ay kasama:

• Lakas

• Toughness

• Hardness

• Hardenability

• Brittleness

• Malleability

• Ductility

• Creep and Slip

• Resilience

• Fatigue

Lakas

Ito ang katangian ng isang material na sumusunod sa pagbabago ng anyo o pagkasira ng material sa presensya ng panlabas na puwersa o load. Ang mga material na pinipili natin para sa aming mga produktong inhenyeriya, kailangan mayroong angkop na mekanikal na lakas upang maging handa sa iba't ibang mekanikal na puwersa o load.

Toughness

Ito ang kakayahan ng isang material na i-absorb ang enerhiya at magbago ng anyo nang plastiko nang walang pagkasira. Ang numerikal na halaga nito ay natukoy sa pamamagitan ng dami ng enerhiya per unit volume. Ang unit nito ay Joule/ m3. Ang halaga ng toughness ng isang material ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng stress-strain characteristics ng isang material. Para sa magandang toughness, ang mga material ay dapat mayroong magandang lakas at ductility.

Halimbawa: ang mga materyales na brittle, na may magandang lakas ngunit limitadong ductility, ay hindi sapat na tough. Sa kabaligtaran, ang mga materyales na may magandang ductility ngunit mababang lakas ay hindi rin sapat na tough. Kaya, upang maging tough, ang isang materyal ay dapat kayang tiyakin ang parehong mataas na stress at strain.

Hardness

Ito ang kakayahan ng isang material na sumunod sa permanenteng pagbabago ng anyo dahil sa panlabas na stress. May iba't ibang sukat ng hardness – Scratch Hardness, Indentation Hardness at Rebound Hardness.

1. Scratch Hardness
   Ang Scratch Hardness ay ang kakayahan ng mga materyales na labanan ang mga scratch sa ibabaw dahil sa panlabas na puwersa.

2. Indentation Hardness
   Ito ang kakayahan ng mga materyales na labanan ang dent dahil sa punch ng panlabas na hard at sharp na bagay.

3. Rebound Hardness
   Ang Rebound hardness ay tinatawag din bilang dynamic hardness. Ito ay natukoy sa pamamagitan ng taas ng "bounce" ng diamond tipped hammer na inilagay mula sa isang fixed na taas sa materyal.

Hardenability

Ito ang kakayahan ng isang material na makamit ang hardness sa pamamagitan ng heat treatment processing. Ito ay natukoy sa pamamagitan ng lalim kung saan ang material ay naging hard. Ang SI unit ng hardenability ay metro (pareho sa length). Ang hardenability ng material ay inversely proportional sa weld-ability ng material.

Brittleness

Ang brittleness ng isang material ay nagpapahiwatig kung gaano kadaling ito ay nagiging fractured kapag ito ay ipinapalagay sa isang puwersa o load. Kapag ang isang materyal na brittle ay ipinapalagay sa isang stress, ito ay nakikita ang napakakaunti na enerhiya at nagiging fractured nang walang significant na strain. Ang brittleness ay kabaligtaran ng ductility ng material. Ang brittleness ng material ay depende sa temperatura. Ang ilang metal na ductile sa normal na temperatura ay naging brittle sa mababang temperatura.

Malleability

Ang malleability ay isang katangian ng solid na materyales na nagpapahiwatig kung gaano kadaling ang isang material ay nagbabago ng anyo sa ilalim ng compressive stress. Ang malleability ay karaniwang nakakategorya sa pamamagitan ng kakayahan ng material na hugisin sa anyo ng isang thin sheet sa pamamagitan ng pagsipa o rolling. Ang mekanikal na katangian na ito ay isang aspeto ng plasticity ng material. Ang malleability ng material ay depende sa temperatura. Sa pagtaas ng temperatura, ang malleability ng material ay tumataas.

Ductility

Ang ductility ay isang katangian ng solid na materyal na nagpapahiwatig kung gaano kadaling ang isang material ay nagbabago ng anyo sa ilalim ng tensile stress. Ang ductility ay karaniwang nakakategorya sa pamamagitan ng kakayahan ng material na hugisin sa anyo ng wire sa pamamagitan ng paghugis o pagdraw. Ang mekanikal na katangian na ito ay isang aspeto ng plasticity ng material at depende sa temperatura. Sa pagtaas ng temperatura, ang ductility ng material ay tumataas.

Creep and Slip

Ang creep ay ang katangian ng isang material na nagpapahiwatig ng tendensiya ng material na lumipat nang malaman at magbago ng anyo nang permanent sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na mekanikal na stress. Ito ay resulta ng mahabang panahon ng pagkakalantad sa malaking panlabas na mekanikal na stress sa loob ng limitasyon ng yielding. Ang creep ay mas severe sa mga materyal na ipinapalagay sa init para sa mahabang panahon. Ang slip sa materyal ay isang plane na may mataas na density ng atom.

Resilience

Ang resilience ay ang kakayahan ng materyal na i-absorb ang enerhiya kapag ito ay deformed elastically sa pamamagitan ng pag-apply ng stress at irelease ang enerhiya kapag ang stress ay inalis. Ang proof resilience ay inilalarawan bilang ang maximum na enerhiya na maaaring i-absorb nang walang permanenteng deformation. Ang modulus of resilience ay inilalarawan bilang ang maximum na enerhiya na maaaring i-absorb per unit volume nang walang permanenteng deformation. Ito ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-integrate ng stress-strain cure mula zero hanggang elastic limit. Ang unit nito ay joule/m3.

Fatigue

Ang fatigue ay ang pagweaken ng materyal na dulot ng paulit-ulit na loading ng materyal. Kapag ang isang materyal ay ipinapalagay sa cyclic loading, at loading na mas malaki kaysa sa tiyak na threshold value ngunit mas mababa kaysa sa lakas ng materyal (ultimate tensile strength limit o yield stress limit), ang mga microscopic cracks ay unti-unting nabubuo sa grain boundaries at interfaces. Sa huli, ang crack ay umabot sa critical size. Ang crack ay biglang lumalaganap at ang structure ay nagiging fractured. Ang hugis ng structure ay may malaking epekto sa fatigue. Ang square holes at sharp corners ay nagdudulot ng elevated na stresses kung saan ang fatigue crack ay unang nagsisimula.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mga magandang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement mangyariyang kontakin upang i-delete.