Podstawowe właściwości mechaniczne materiałów metalowych

Właściwości materiałów metali są ogólnie podzielone na dwie kategorie: wydajność procesu i wydajność użytkowania. Tak zwana wydajność procesu odnosi się do wydajności materiałów metalowych w określonych warunkach przetwarzania zimnego i gorącego podczas procesu produkcyjnego części mechanicznych. Jakość wydajności procesów materiałów metalowych określa jej możliwość dostosowania do przetwarzania i formowania podczas procesu produkcyjnego. Ze względu na różne warunki przetwarzania wymagane właściwości procesu są również różne, takie jak wydajność odlewania, spawalność, wybaczalność, wydajność obróbki cieplnej, przetwarzanie cięcia itp. Tak zwana wydajność odnosi się do wydajności materiałów metalowych w warunkach użytkowania części mechanicznych, które obejmują właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne, właściwości chemiczne itp. Wydajność materiałów metalowych określa zasięg użytkowania i żywotności.

W branży produkcji maszyn ogólne części mechaniczne są stosowane w normalnej temperaturze, normalnym ciśnieniu i niedostatecznie korozyjnym pożywce, a podczas użytkowania każda część mechaniczna będzie zawierać różne obciążenia. Zdolność materiałów metalowych do odporności uszkodzenia pod obciążeniem nazywa się właściwościami mechanicznymi (lub właściwościami mechanicznymi). Właściwości mechaniczne materiałów metalowych są główną podstawą projektu i wyboru materiałów. W zależności od charakteru przyłożonego obciążenia (takiego jak napięcie, kompresja, skrętka, uderzenie, obciążenie cykliczne itp.), Właściwości mechaniczne wymagane do materiałów metali również będą różne. Powszechnie stosowane właściwości mechaniczne obejmują: wytrzymałość, plastyczność, twardość, wytrzymałość, wielokrotną odporność na uderzenie i ograniczenie zmęczenia. Każda właściwość mechaniczna jest omawiana osobno poniżej.

1. Siła

Siła odnosi się do zdolności materiału metalu do odporności uszkodzenia (nadmierne odkształcenie lub złamanie tworzyw sztucznych) pod obciążeniem statycznym. Ponieważ obciążenie działa w postaci napięcia, kompresji, zginania, ścinania itp., Siła jest również podzielona na wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość na ścinanie itp. Często istnieje pewien związek między różnymi mocnymi stronami. W użyciu wytrzymałość na rozciąganie jest ogólnie stosowana jako najbardziej podstawowy wskaźnik wytrzymałości.

2. Plastyczność

Plastyczność odnosi się do zdolności materiału metalu do wytwarzania odkształcenia plastycznego (odkształcenie trwałe) bez zniszczenia pod obciążeniem.

3. Warda

Twardość jest miarą tego, jak twardy lub miękki jest metalowy materiał. Obecnie najczęściej stosowaną metodą pomiaru twardości w produkcji jest metoda twardości wcięcia, która wykorzystuje wgłębienie o określonym kształcie geometrycznym do wciśnięcia na powierzchnię metalu testowanego pod określonym obciążeniem, a wartość twardości mierzy się na podstawie stopnia wcięcia.
Powszechnie stosowane metody obejmują twardość Brinell (HB), twardość Rockwell (HRA, HRB, HRC) i twardość Vickersa (HV).

4. Zmęczenie

Siła, plastyczność i twardość omówiona wcześniej są mechanicznymi wskaźnikami wydajności metalu pod obciążeniem statycznym. W rzeczywistości wiele części maszynowych jest obsługiwanych przy cyklicznym obciążeniu, a w takich warunkach nastąpi zmęczenie.

5. Wpływ wytrzymałości

Obciążenie działające na część maszyny z bardzo dużą prędkością nazywa się obciążeniem uderzeniowym, a zdolność metalu do odporności uszkodzenia pod obciążeniem uderzenia nazywa się wytrzymałością uderzenia.