Proprietà meccaniche dei materiali da ingegneria

Per finalizzare il materiale per un prodotto o applicazione ingegneristica, è importante comprendere le proprietà meccaniche del materiale. Le proprietà meccaniche di un materiale sono quelle che influiscono sulla resistenza meccanica e sulla capacità del materiale di essere modellato in una forma adatta. Alcune delle tipiche proprietà meccaniche di un materiale includono:

• Resistenza

• Tenacità

• Durezza

• Induribilità

• Fragilità

• Malleabilità

• Duttilità

• Crepaccio e scivolamento

• Resilienza

• Fatica

Resistenza

È la proprietà di un materiale che si oppone alla deformazione o al cedimento del materiale in presenza di forze esterne o carichi. I materiali che selezioniamo per i nostri prodotti ingegneristici devono avere una resistenza meccanica adeguata per poter funzionare sotto diverse forze o carichi meccanici.

Tenacità

È la capacità di un materiale di assorbire l'energia e subire una deformazione plastica senza fratturarsi. Il suo valore numerico è determinato dall'ammontare di energia per unità di volume. La sua unità di misura è Joule/m3. Il valore della tenacità di un materiale può essere determinato dalle caratteristiche stress-strain del materiale. Per una buona tenacità, i materiali dovrebbero avere una buona resistenza e duttilità.

Ad esempio: i materiali fragili, con una buona resistenza ma duttilità limitata, non sono abbastanza tenaci. Al contrario, i materiali con buona duttilità ma bassa resistenza non sono neanche abbastanza tenaci. Pertanto, per essere tenace, un materiale deve essere in grado di sopportare sia elevate sollecitazioni che deformazioni.

Durezza

È la capacità di un materiale di resistere a un cambiamento permanente di forma a causa di uno stress esterno. Esistono varie misure di durezza – Durezza allo scalfimento, Durezza all'indentazione e Durezza al rimbalzo.

1. Durezza allo scalfimento
   La durezza allo scalfimento è la capacità dei materiali di opporsi agli scalfimenti alla superficie esterna a causa di una forza esterna.

2. Durezza all'indentazione
   È la capacità dei materiali di opporsi all'indentazione a causa di un pugno di oggetti esterni duri e affilati.

3. Durezza al rimbalzo
   La durezza al rimbalzo è anche chiamata durezza dinamica. È determinata dall'altezza del "rimbalzo" di un martello a punta di diamante rilasciato da un'altezza fissa sul materiale.

Induribilità

È la capacità di un materiale di raggiungere la durezza attraverso il trattamento termico. È determinata dalla profondità fino alla quale il materiale diventa duro. L'unità SI dell'induribilità è il metro (simile alla lunghezza). L'induribilità del materiale è inversamente proporzionale alla saldabilità del materiale.

Fragilità

La fragilità di un materiale indica quanto facilmente si frattura quando è sottoposto a una forza o a un carico. Quando un materiale fragile è sottoposto a uno stress, assorbe pochissima energia e si frattura senza una significativa deformazione. La fragilità è l'opposto della duttilità del materiale. La fragilità del materiale dipende dalla temperatura. Alcuni metalli che sono duttili a temperatura normale diventano fragili a basse temperature.

Malleabilità

La malleabilità è una proprietà dei materiali solidi che indica quanto facilmente un materiale si deforma sotto stress compressivo. La malleabilità è spesso categorizzata dalla capacità del materiale di essere formato in forma di lamina sottile tramite battitura o laminazione. Questa proprietà meccanica è un aspetto della plasticità del materiale. La malleabilità del materiale dipende dalla temperatura. Con l'aumento della temperatura, la malleabilità del materiale aumenta.

Duttilità

La duttilità è una proprietà di un materiale solido che indica quanto facilmente un materiale si deforma sotto stress tensile. La duttilità è spesso categorizzata dalla capacità del materiale di essere stirato in filo tramite trazione o tiratura. Questa proprietà meccanica è anche un aspetto della plasticità del materiale e dipende dalla temperatura. Con l'aumento della temperatura, la duttilità del materiale aumenta.