Osnovne mehanske lastnosti kovinskih materialov

Lastnosti kovinskih materialov so na splošno razdeljene v dve kategoriji: zmogljivost postopka in učinkovitost uporabe. Tako imenovana zmogljivost postopka se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov pri določenih pogojih hladne in vroče obdelave med proizvodnim procesom mehanskih delov. Kakovost procesne izvedbe kovinskih materialov določa njihovo prilagodljivost obdelavi in ​​oblikovanju med proizvodnim procesom. Zaradi različnih pogojev obdelave so različne tudi zahtevane procesne lastnosti, kot so zmogljivost litja, varljivost, kovljivost, zmogljivost toplotne obdelave, sposobnost obdelave pri rezanju itd. Tako imenovana zmogljivost se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov v pogojih uporabe mehanskih delov, ki vključuje mehanske lastnosti, fizikalne lastnosti, kemijske lastnosti itd. Učinkovitost kovinskih materialov določa njihov obseg uporabe in življenjsko dobo.

V strojni industriji se splošni mehanski deli uporabljajo pri normalni temperaturi, normalnem tlaku in nemočno korozivnih medijih, med uporabo pa bo vsak mehanski del nosil različne obremenitve. Sposobnost kovinskih materialov, da se uprejo poškodbam pod obremenitvijo, imenujemo mehanske lastnosti (ali mehanske lastnosti). Mehanske lastnosti kovinskih materialov so glavna osnova za načrtovanje in izbiro materialov delov. Glede na naravo uporabljene obremenitve (kot je napetost, stiskanje, torzija, udarec, ciklična obremenitev itd.) bodo tudi mehanske lastnosti, zahtevane za kovinske materiale, različne. Običajno uporabljene mehanske lastnosti vključujejo: trdnost, plastičnost, trdoto, žilavost, večkratno odpornost na udarce in mejo utrujenosti. Spodaj je vsaka mehanska lastnost posebej obravnavana.

1. Moč

Trdnost se nanaša na sposobnost kovinskega materiala, da se upre poškodbam (prekomerni plastični deformaciji ali zlomu) pod statično obremenitvijo. Ker obremenitev deluje v obliki natezanja, stiskanja, upogiba, striga itd., delimo trdnost tudi na natezno trdnost, tlačno trdnost, upogibno trdnost, strižno trdnost itd. Pogosto obstaja določeno razmerje med različnimi trdnostmi. Pri uporabi se natezna trdnost običajno uporablja kot najosnovnejši indeks trdnosti.

2. Plastičnost

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

3. Trdota

Trdota je merilo, kako trd ali mehak je kovinski material. Trenutno je najpogosteje uporabljena metoda za merjenje trdote v proizvodnji metoda trdote z vdolbino, pri kateri se uporablja indener določene geometrijske oblike, ki pritisne na površino kovinskega materiala, ki se preskuša pod določeno obremenitvijo, vrednost trdote pa se meri glede na stopnjo vdolbine.
Običajno uporabljene metode vključujejo trdoto po Brinellu (HB), trdoto po Rockwellu (HRA, HRB, HRC) in trdoto po Vickersu (HV).

4. Utrujenost

Trdnost, plastičnost in trdota, ki smo jih prej obravnavali, so kazalniki mehanske učinkovitosti kovine pod statično obremenitvijo. Dejstvo je, da veliko delov stroja deluje pod ciklično obremenitvijo in v takšnih pogojih bo v delih prišlo do utrujenosti.

5. Udarna žilavost

Obremenitev, ki deluje na strojni del pri zelo visoki hitrosti, se imenuje udarna obremenitev, sposobnost kovine, da se upre poškodbam pri udarni obremenitvi, pa se imenuje udarna žilavost.