Основни механични свойства на металните материали

Свойствата на металните материали обикновено се разделят на две категории: ефективност на процеса и ефективност при използване. Така наречената производителност на процеса се отнася до производителността на метални материали при определени студени и горещи условия на обработка по време на производствения процес на механични части. Качеството на изпълнение на процеса на метални материали определя неговата адаптивност към обработка и формоване по време на производствения процес. Поради различните условия на обработка, изискваните свойства на процеса също са различни, като производителност на леене, заваряемост, способност за коване, производителност на топлинна обработка, способност за обработка на рязане и т.н. Така наречената производителност се отнася до производителността на металните материали при условията на използване на механични части, което включва механични свойства, физични свойства, химични свойства и т.н. Ефективността на металните материали определя техния диапазон на употреба и експлоатационен живот.

В машиностроителната индустрия общите механични части се използват при нормална температура, нормално налягане и слабо корозивни среди и по време на употреба всяка механична част ще понесе различни натоварвания. Способността на металните материали да издържат на повреди при натоварване се нарича механични свойства (или механични свойства). Механичните свойства на металните материали са основната основа за проектирането и избора на материали на частите. В зависимост от естеството на приложеното натоварване (като напрежение, компресия, усукване, удар, циклично натоварване и т.н.), механичните свойства, изисквани за металните материали, също ще бъдат различни. Често използваните механични свойства включват: якост, пластичност, твърдост, издръжливост, устойчивост на многократен удар и граница на умора. Всяко механично свойство се обсъжда отделно по-долу.

1. Сила

Якостта се отнася до способността на металния материал да устои на повреда (прекомерна пластична деформация или счупване) при статично натоварване. Тъй като натоварването действа под формата на опън, натиск, огъване, срязване и т.н., якостта също се разделя на якост на опън, якост на натиск, якост на огъване, якост на срязване и т.н. Често има определена връзка между различните якости. При употреба якостта на опън обикновено се използва като най-основен индекс на якост.

2. Пластичност

Пластичността се отнася до способността на метален материал да произвежда пластична деформация (постоянна деформация) без разрушаване при натоварване.

3. Твърдост

Твърдостта е мярка за това колко твърд или мек е даден метален материал. Понастоящем най-често използваният метод за измерване на твърдостта в производството е методът на твърдост чрез вдлъбнатина, който използва индентор с определена геометрична форма за притискане към повърхността на металния материал, който се тества при определено натоварване, и стойността на твърдостта се измерва въз основа на степента на вдлъбнатина.
Често използваните методи включват твърдост по Бринел (HB), твърдост по Рокуел (HRA, HRB, HRC) и твърдост по Викерс (HV).

4. Умора

Силата, пластичността и твърдостта, обсъдени по-рано, са показатели за механични характеристики на метала при статично натоварване. Всъщност много машинни части работят при циклично натоварване и при такива условия в частите ще настъпи умора.

5. Ударна якост

Натоварването, действащо върху машинната част с много висока скорост, се нарича ударно натоварване, а способността на метала да устои на повреда при ударно натоварване се нарича ударна якост.