Osnovna mehanička svojstva metalnih materijala

Svojstva metalnih materijala općenito se dijele u dvije kategorije: performanse procesa i performanse upotrebe. Takozvane performanse procesa se odnose na performanse metalnih materijala pod određenim uslovima hladne i vruće obrade tokom procesa proizvodnje mehaničkih delova. Kvaliteta procesnih performansi metalnih materijala određuje njegovu prilagodljivost obradi i oblikovanju u toku procesa proizvodnje. Zbog različitih uslova obrade razlikuju se i tražena svojstva procesa, kao što su performanse livenja, zavarljivost, kovanje, performanse termičke obrade, obradivost rezanja itd. Pod tzv. mehaničke dijelove, što uključuje mehanička svojstva, fizička svojstva, hemijska svojstva itd. Performanse metalnih materijala određuju njegov opseg upotrebe i vijek trajanja.

U industriji proizvodnje mašina, opšti mehanički delovi se koriste pri normalnoj temperaturi, normalnom pritisku i ne-jako korozivnim medijima, a tokom upotrebe svaki mehanički deo će podneti različita opterećenja. Sposobnost metalnih materijala da se odupru oštećenju pod opterećenjem naziva se mehanička svojstva (ili mehanička svojstva). Mehanička svojstva metalnih materijala glavna su osnova za dizajn i odabir materijala dijelova. Ovisno o prirodi primijenjenog opterećenja (kao što je napetost, kompresija, torzija, udar, ciklično opterećenje, itd.), mehanička svojstva potrebna za metalne materijale također će biti različita. Uobičajena mehanička svojstva uključuju: čvrstoću, plastičnost, tvrdoću, žilavost, otpornost na višestruke udare i granicu zamora. Svako mehaničko svojstvo razmatra se zasebno u nastavku.

1. Snaga

Čvrstoća se odnosi na sposobnost metalnog materijala da se odupre oštećenjima (prekomernoj plastičnoj deformaciji ili lomu) pod statičkim opterećenjem. Budući da opterećenje djeluje u obliku zatezanja, kompresije, savijanja, smicanja itd., čvrstoća se dijeli i na vlačnu čvrstoću, čvrstoću na pritisak, čvrstoću na savijanje, čvrstoću na smicanje itd. Često postoji određeni odnos između različitih čvrstoća. U upotrebi, vlačna čvrstoća se općenito koristi kao najosnovniji indeks čvrstoće.

2. Plastičnost

Plastičnost se odnosi na sposobnost metalnog materijala da proizvede plastičnu deformaciju (trajnu deformaciju) bez razaranja pod opterećenjem.

3.Hardness

Tvrdoća je mjera koliko je metalni materijal tvrd ili mekan. Trenutno najčešće korištena metoda za mjerenje tvrdoće u proizvodnji je metoda tvrdoće utiskivanjem, koja koristi utiskivač određenog geometrijskog oblika za utiskivanje u površinu metalnog materijala koji se ispituje pod određenim opterećenjem, te se mjeri vrijednost tvrdoće. na osnovu stepena udubljenja.
Najčešće korištene metode uključuju tvrdoću po Brinelu (HB), tvrdoću po Rockwellu (HRA, HRB, HRC) i tvrdoću po Vickersu (HV).

4. Umor

Čvrstoća, plastičnost i tvrdoća o kojima smo ranije govorili su svi pokazatelji mehaničkih performansi metala pod statičkim opterećenjem. U stvari, mnogi dijelovi strojeva rade pod cikličnim opterećenjem, a u takvim uvjetima dolazi do zamora u dijelovima.

5. Udarna žilavost

Opterećenje koje djeluje na strojni dio pri vrlo velikoj brzini naziva se udarno opterećenje, a sposobnost metala da odoli oštećenju pod udarnim opterećenjem naziva se udarna žilavost.