Mekaniska egenskaper hos konstruktionsmaterial

För att slutföra material för ett tekniskt produkt eller applikation, är det viktigt att förstå mekaniska egenskaper av materialet. Mekaniska egenskaper hos ett material är de som påverkar mekanisk styrka och förmågan hos ett material att formas i lämplig form. Några typiska mekaniska egenskaper hos ett material inkluderar:

• Styrka

• Hållfasthet

• Hårdhet

• Hårdgörbarhet

• Bräcklighet

• Smidighet

• Duktilitet

• Kryp och glidning

• Återhämtningsförmåga

• Trötthet

Styrka

Detta är en egenskap hos ett material som motsätter sig deformation eller nedbrytning av materialet i närvaro av externa krafter eller belastningar. Material som vi väljer för våra tekniska produkter måste ha lämplig mekanisk styrka för att kunna fungera under olika mekaniska krafter eller belastningar.

Hållfasthet

Detta är förmågan hos ett material att absorbera energi och bli plastiskt deformeras utan att krossas. Dess numeriska värde bestäms av mängden energi per volymenhet. Enheten är Joule/m3. Värdet av hållfastheten hos ett material kan bestämmas av spänning-deformationsegenskaperna hos materialet. För god hållfasthet bör material ha både god styrka och duktilitet.

Till exempel: bräckliga material, med god styrka men begränsad duktilitet, är inte tillräckligt hållfasta. På samma sätt, material med god duktilitet men låg styrka är heller inte tillräckligt hållfasta. Därför bör ett hållfast material kunna motstå både höga spänningar och deformationer.

Hårdhet

Detta är förmågan hos ett material att motstå permanent formförändring på grund av extern spänning. Det finns olika mått på hårdhet – Skrathårderhet, Indentationshårdhet och Återstudsningshårdhet.

1. Skrathårderhet
   Skrathårderhet är förmågan hos material att motstå skador på ytterliggande lager på grund av extern kraft.

2. Indentationshårdhet
   Detta är förmågan hos material att motstå intryck på grund av slag av externa hårda och skarpa objekt.

3. Återstudsningshårdhet
   Återstudsningshårdhet kallas också dynamisk hårdhet. Den fastställs genom höjden på "hopp" av en diamanthattad hammare som släpps från en fast höjd på materialet.

Hårdgörbarhet

Detta är förmågan hos ett material att uppnå hårdhet genom värmebehandlingsprocess. Det fastställs av djupet upp till vilket materialet blir hårt. SI-enheten för hårdgörbarhet är meter (liknande längd). Hårdgörbarheten hos ett material är omvänt proportionell mot dess svetsbarhet.

Bräcklighet

Bräckligheten hos ett material indikerar hur lätt det krossas när det utsätts för en kraft eller belastning. När ett bräckligt material utsätts för spänning observerar det mycket lite energi och krossas utan betydande deformation. Bräcklighet är motsatsen till duktilitet hos material. Bräcklighet hos material är temperaturberoende. Vissa metaller som är duktila vid normal temperatur blir bräckliga vid låg temperatur.

Smidighet

Smidighet är en egenskap hos fasta material som indikerar hur lätt ett material deformeras under komprimerande spänning. Smidighet karakteriseras ofta av förmågan hos materialet att formas till tunna plåtar genom hammring eller rullning. Denna mekaniska egenskap är en aspekt av plasticiteten hos materialet. Smidigheten hos materialet är temperaturberoende. Med ökad temperatur ökar smidigheten hos materialet.

Duktilitet

Duktilitet är en egenskap hos fasta material som indikerar hur lätt ett material deformeras under dragspänning. Duktilitet karakteriseras ofta av förmågan hos materialet att sträckas ut till trådar genom dragning. Denna mekaniska egenskap är också en aspekt av plasticiteten hos materialet och är temperaturberoende. Med ökad temperatur ökar duktiliteten hos materialet.

Kryp och glidning

Kryp är en egenskap hos ett material som indikerar tendensen hos materialet att röra sig långsamt och deformera permanent under inflytande av externa mekaniska spänningar. Det resulterar i lång tid exponerat för stora externa mekaniska spänningar inom gränsen för flöde. Kryp är mer allvarligt i material som utsätts för värme under lång tid. Glidning i material är en plan med hög atomtäthet.

Återhämtningsförmåga

Återhämtningsförmåga är förmågan hos material att absorbera energi när det elastiskt deformeras genom att tillämpa spänning och frigöra energin när spänningen tas bort. Bevisad återhämtningsförmåga definieras som den maximala energi som kan absorberas utan permanent deformation. Modulen för återhämtningsförmåga definieras som den maximala energi som kan absorberas per volymenhet utan permanent deformation. Den kan fastställas genom att integrera spännings-deformationskurvan från noll till elastisk gräns. Enheten är joule/m3.

Trötthet

Trötthet är svagning av material orsakad av upprepade belastningar av materialet. När ett material utsätts för cykliska belastningar, och belastningar över en viss tröskelvärde men långt under styrkan hos materialet (gräns för ultimate draghållfasthet eller flödesgräns), börjar mikroskopiska sprickor bildas vid korngränser och gränssnitt. Till slut når sprickan en kritisk storlek. Denna spricka sprider sig snabbt och strukturen krossas. Formen på strukturen påverkar tröttheten mycket. Kvadratiska hål och skarpa hörn leder till högre spänningar där trötthetssprickan initieras.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.