Mekanikal na Katangian ng mga Materyales sa Inhenyeriya

Para matapos ang pagpili ng materyal para sa isang produktong inhenyeriya o aplikasyon, mahalagang maintindihan ang mekanikal na katangian ng materyal. Ang mekanikal na katangian ng materyal ay ang mga ito na nakakaapekto sa mekanikal na lakas at kakayahan ng materyal na mabentahan sa maaring hugis. Ang ilan sa tipikal na mekanikal na katangian ng materyal ay kasunod:

• Lakas

• Tigas

• Kapitagan

• Kakayahang mapitagan

• Pagkabrittle

• Malleability

• Ductility

• Creep at Slip

• Resilience

• Fatigue

Lakas

Ito ang katangian ng materyal na sumusunod sa paglaban sa deformasyon o pagkasira ng materyal sa presensya ng panlabas na puwersa o load. Ang mga materyal 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.

Tigas

Ito ang kakayahan ng materyal na i-absorb ang enerhiya at makuha ang plastic deformation nang hindi nababawasan. Ang numerikal na halaga nito ay matutukoy sa pamamagitan ng halaga ng enerhiya kada unit volume. Ang unit nito ay Joule/ m3. Ang halaga ng tigas ng materyal ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng stress-strain characteristics ng materyal. Para sa magandang tigas, ang mga materyal ay dapat mayroong magandang lakas at ductility.

Halimbawa: ang mga materyal na brittle, na may magandang lakas ngunit limitadong ductility, ay hindi sapat na tigas. Sa kabaligtaran, ang mga materyal na may magandang ductility ngunit mababang lakas ay hindi rin sapat na tigas. Kaya, upang maging tigas, ang materyal ay dapat maaaring tumahan ng parehong mataas na stress at strain.

Kapitagan

Ito ang kakayahan ng materyal na labanan ang permanenteng pagbabago ng hugis dahil sa panlabas na stress. May iba't ibang sukat ng kapitagan – Scratch Hardness, Indentation Hardness, at Rebound Hardness.

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

2. Indentation Hardness
   Ito ang kakayahan ng materyal na labanan ang dent dahil sa punch ng panlabas na matigas at malinaw na bagay.

3. Rebound Hardness
   Ang Rebound hardness ay tinatawag ding dynamic hardness. Ito ay matutukoy sa pamamagitan ng taas ng "bounce" ng diamond tipped hammer na inilagay mula sa isang tiyak na taas sa materyal.

Kakayahang mapitagan

Ito ang kakayahan ng materyal na makamit ang kapitagan sa pamamagitan ng heat treatment processing. Ito ay matutukoy sa pamamagitan ng lalim kung saan ang materyal ay naging matigas. Ang SI unit ng kakayahang mapitagan ay metro (pareho sa haba). Ang kakayahang mapitagan ng materyal ay inversely proportional sa weld-ability ng materyal.

Pagkabrittle

Ang pagkabrittle ng materyal ay nagpapahiwatig kung gaano kadali ito nababawasan kapag ito ay inilapat ang puwersa o load. Kapag ang materyal na brittle ay inilapat ang stress, ito ay nakakakuha ng kaunti lamang na enerhiya at nababawasan nang walang significant strain. Ang pagkabrittle ay kabaligtaran ng ductility ng materyal. Ang pagkabrittle ng materyal 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 materyal na nagpapahiwatig kung gaano kadali ito nababawasan sa ilalim ng compressive stress. Ang Malleability ay madalas na kategorya ng kakayahan ng materyal na mabentahan sa anyo ng maliit na sheet sa pamamagitan ng pagsugpo o rolling. Ang mekanikal na katangian na ito ay isang aspeto ng plasticity ng materyal. Ang Malleability ng materyal ay depende sa temperatura. Habang tumaas ang temperatura, tumaas din ang Malleability ng materyal.

Ductility

Ang Ductility ay isang katangian ng solid na materyal na nagpapahiwatig kung gaano kadali ito nababawasan sa ilalim ng tensile stress. Ang Ductility ay madalas na kategorya ng kakayahan ng materyal na mabentahan sa anyo ng wire sa pamamagitan ng pagsugpo o drawing. Ang mekanikal na katangian na ito ay isang aspeto ng plasticity ng materyal at depende sa temperatura. Habang tumaas ang temperatura, tumaas din ang Ductility ng materyal.

Creep at Slip

Ang Creep ay ang katangian ng materyal na nagpapahiwatig ng tendensiya ng materyal na mabagal na gumalaw at nababawasan nang permanenteng pagkakaapekto ng panlabas na mekanikal na stress. Ito ay resulta ng mahabang panahon ng paglabas sa malaking panlabas na mekanikal na stress sa loob ng limitasyon ng yielding. Ang Creep ay mas severe sa mga materyal na pinapahintulot sa init ng 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 nabentahan elastically sa pamamagitan ng pag-apply ng stress at irelease ang enerhiya kapag ang stress ay natanggal. Ang Proof resilience ay inilalarawan bilang ang maximum na enerhiyang maaaring i-absorb nang walang permanenteng pagbabago. Ang modulus of resilience ay inilalarawan bilang ang maximum na enerhiyang maaaring i-absorb kada unit volume nang walang permanenteng pagbabago. 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 pagkakababa ng materyal na dulot ng paulit-ulit na pag-load ng materyal. Kapag ang materyal ay inilapat ang cyclic loading, at ang loading ay mas mataas kaysa sa tiyak na threshold value ngunit mas mababa kaysa sa lakas ng materyal (ultimate tensile strength limit o yield stress limit), ang mikroskopikong cracks ay nagsisimula na bumuo sa grain boundaries at interfaces. Sa wakas, ang crack ay umabot sa critical size. Ang crack na ito ay lumalaki bigla at ang structure ay nababawasan. Ang hugis ng structure ay may malaking epekto sa fatigue. Ang square holes at sharp corners ay nagdudulot ng elevated stresses kung saan ang fatigue crack ay nagsisimula.

Pahayag: Respeto sa orihinal, mga magagandang artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung may infringement pakiusap ilisan.