Mehanske lastnosti inženirskega materiala

Za zaključek materiala za inženirski izdelek ali aplikacijo je pomembno razumeti mehanične lastnosti materiala. Mehanične lastnosti materiala so tiste, ki vplivajo na mehansko trdoto in sposobnost materiala, da se oblikuje v ustrezen oblik. Nekatere tipične mehanične lastnosti materiala vključujejo:

• Trdota

• Trdnost

• Tvrdota

• Možnost tvrdevanja

• Krhotljivost

• Vlezljivost

• Pogibljivost

• Kripanje in klizanje

• Upršljivost

• Izčrpanost

Trdota

To je lastnost materiala, ki se nasprotuje deformaciji ali razpadu materiala v prisotnosti zunanje sile ali opteže. Materiali, ki jih izberemo za naše inženirske izdelke, morajo imeti ustrezno mehansko trdoto, da bi lahko delovali pod različnimi mehanskimi silami ali optežmi.

Trdnost

To je sposobnost materiala, da absorbuje energijo in se plastično deformira brez lomljenja. Njena numerična vrednost je določena z količino energije na enoto prostornine. Njena enota je Joule/m3. Vrednost trdnosti materiala je mogoče določiti s pomočjo karakteristik napetost-deformacija materiala. Za dobro trdnost morajo materiali imeti dobro trdoto in pogibljivost.

Na primer: krhotni materiali, ki imajo dobro trdoto, a omejeno pogibljivost, niso dovolj trdni. Podobno, materiali, ki imajo dobro pogibljivost, a nizko trdoto, tudi niso dovolj trdni. Zato, da je material trden, mora biti sposoben odtrajati visoko napetost in deformacijo.

Tvrdota

To je sposobnost materiala, da se upre stalni spremembi oblike zaradi zunanje napetosti. Obstaja več meril tvrdote – tvrdota črtanja, tvrdota vtlačevanja in dinamična tvrdota.

1. Tvrdota črtanja
   Tvrdota črtanja je sposobnost materialov, da se upre črtanjem zunanje površinske plasti zaradi zunanje sile.

2. Tvrdota vtlačevanja
   To je sposobnost materialov, da se upre vtlačevanju zaradi udara zunanje trde in ostrih predmetov.

3. Dinamična tvrdota
   Dinamična tvrdota se tudi imenuje dinamična tvrdota. Določi se s višino "skoka" diamantnega topa, ki se spusti z fiksne višine na material.

Možnost tvrdevanja

To je sposobnost materiala, da doseže tvrdoto s procesom termične obravnave. Določi se glede na globino, do katere postane material tvrd. Enota SI možnosti tvrdevanja je meter (podobno kot dolžina). Možnost tvrdevanja materiala je obratno sorazmerna s varilnostjo materiala.

Krhotljivost

Krhotljivost materiala kaže, kako lahkoma se lomi, ko je izpostavljen sili ali opteži. Ko je krhotni material izpostavljen napetosti, absorbuje zelo malo energije in se lomi brez značilne deformacije. Krhotljivost je nasprotna pogibljivosti materiala. Krhotljivost materiala je temperaturno odvisna. Nekateri metali, ki so pogibli pri normalni temperaturi, postanejo krhotni pri nizkih temperaturah.

Vlezljivost

Vlezljivost je lastnost trdnih materialov, ki kaže, kako lahkoma se material deformira pod stiskalno napetostjo. Vlezljivost je pogosto kategorizirana s sposobnostjo materiala, da se oblikuje v obliki tankih listov s kovanjem ali valjanjem. Ta mehanska lastnost je vidik plastičnosti materiala. Vlezljivost materiala je temperaturno odvisna. S povečanjem temperature se poveča tudi vlezljivost materiala.

Pogibljivost

Pogibljivost je lastnost trdnega materiala, ki kaže, kako lahkoma se material deformira pod pretiralno napetostjo. Pogibljivost je pogosto kategorizirana s sposobnostjo materiala, da se razteže v žico s potegovanjem ali vlakanjem. Ta mehanska lastnost je tudi vidik plastičnosti materiala in je temperaturno odvisna. S povečanjem temperature se poveča tudi pogibljivost materiala.

Kripanje in klizanje

Kripanje je lastnost materiala, ki kaže tendenco materiala, da se počasi premika in trajno deformira pod vplivom zunanje mehanske napetosti. To je posledica dolgotrajne izpostavljenosti veliki zunanji mehanski napetosti znotraj mej trdote. Kripanje je bolj hudokvarno pri materialih, ki so dolgo izpostavljeni toplini. Klizanje v materialu je ravnina z visoko gostoto atomov.

Upršljivost

Upršljivost je sposobnost materiala, da absorbuje energijo, ko je elastično deformiran z uporabo napetosti, in jo spusti, ko je napetost odstranjena. Dokazana upršljivost je definirana kot največja energija, ki jo je mogoče absorbirati brez trajne deformacije. Modul upršljivosti je definiran kot največja energija, ki jo je mogoče absorbirati na enoto prostornine brez trajne deformacije. Določi se z integracijo krivulje napetost-deformacija od nič do elastične meje. Njena enota je joule/m3.

Izčrpanost

Izčrpanost je oslabitev materiala, ki je povzročena ponavljajočo se optežbo materiala. Ko je material izpostavljen ciklični optežbi, in optežba je večja od določene pragovne vrednosti, a znatno manjša od trdote materiala (meje ultimate trdote ali meje pruge), začnejo nastajati mikroskopske puknine na mejah kristalov in vmesnikih. Če puknina doseže kritično velikost, se hitro širi in struktura se lomi. Oblika strukture veliko vpliva na izčrpanost. Kvadratne luknje in ostrinski robovi vodijo do povišanih napetosti, kjer se začne izčrpanostna puknina.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke je vredno deliti, če gre za kršitev avtorskih pravic, se obvestite za brisanje.