Osnovne mehanske lastnosti kovinskih materialov

Lastnosti kovinskih materialov so običajno razdeljene v dve kategoriji: procesna zmogljivost in uporabna zmogljivost. Tako imenovana procesna zmogljivost se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov v določenih pogojih hladne in vroče obdelave med proizvodnim procesom mehanskih delov. Kakovost procesne zmogljivosti kovinskih materialov določa njihovo prilagodljivost obdelavi in ​​oblikovanju med proizvodnim procesom. Zaradi različnih pogojev obdelave se razlikujejo tudi zahtevane procesne lastnosti, kot so zmogljivost ulivanja, varivost, kovnost, toplotna obdelava, obdelovalnost rezanja itd. Tako imenovana zmogljivost se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov v pogojih uporabe mehanskih delov, kar vključuje mehanske lastnosti, fizikalne lastnosti, kemijske lastnosti itd. Zmogljivost kovinskih materialov določa njihov obseg uporabe in življenjsko dobo.

V strojni industriji se splošni mehanski deli uporabljajo pri normalni temperaturi, normalnem tlaku in ne močno korozivnih medijih, med uporabo pa vsak mehanski del prenaša različne obremenitve. Sposobnost kovinskih materialov, da se uprejo poškodbam pod obremenitvijo, se imenuje mehanske lastnosti (ali mehanske lastnosti). Mehanske lastnosti kovinskih materialov so glavna osnova za načrtovanje in izbiro materiala delov. Glede na naravo uporabljene obremenitve (kot so napetost, stiskanje, torzija, udarec, ciklična obremenitev itd.) se bodo razlikovale tudi mehanske lastnosti, ki jih zahtevajo kovinski materiali. Pogosto uporabljene mehanske lastnosti vključujejo: trdnost, plastičnost, trdoto, žilavost, večkratno udarno odpornost in mejo utrujanja. Vsaka mehanska lastnost je obravnavana ločeno v nadaljevanju.

1. Moč

Trdnost se nanaša na sposobnost kovinskega materiala, da se upre poškodbam (prekomerni plastični deformaciji ali lomu) pri statični obremenitvi. Ker obremenitev deluje v obliki napetosti, stiskanja, upogibanja, striga itd., se trdnost deli tudi na natezno trdnost, tlačno trdnost, upogibno trdnost, strižno trdnost itd. Med različnimi trdnostmi pogosto obstaja določena povezava. V praksi se natezna trdnost običajno uporablja kot najosnovnejši indeks trdnosti.

2. Plastičnost

Plastičnost se nanaša na sposobnost kovinskega materiala, da pod obremenitvijo povzroči plastično deformacijo (trajno deformacijo) brez uničenja.

3. Trdota

Trdota je merilo trdote ali mehkobe kovinskega materiala. Trenutno je najpogosteje uporabljena metoda za merjenje trdote v proizvodnji metoda vtiskovanja, pri kateri se v površino preizkušanega kovinskega materiala pod določeno obremenitvijo vtisne vtiskovalnik določene geometrijske oblike, vrednost trdote pa se izmeri na podlagi stopnje vtiskovanja.
Pogosto uporabljene metode vključujejo trdoto po Brinellu (HB), trdoto po Rockwellu (HRA, HRB, HRC) in trdoto po Vickersu (HV).

4. Utrujenost

Trdnost, plastičnost in trdota, o katerih smo govorili prej, so kazalniki mehanskih lastnosti kovine pod statično obremenitvijo. Pravzaprav veliko strojnih delov deluje pod cikličnimi obremenitvami in v takih pogojih pride do utrujenosti delov.

5. Udarna žilavost

Obremenitev, ki deluje na strojni del z zelo veliko hitrostjo, se imenuje udarna obremenitev, sposobnost kovine, da se upre poškodbam pod udarno obremenitvijo, pa se imenuje udarna žilavost.