Основни механични свойства на металните материали

Свойствата на металните материали обикновено се разделят на две категории: технологични характеристики и експлоатационни характеристики. Така наречените технологични характеристики се отнасят до характеристиките на металните материали при определени условия на студена и гореща обработка по време на производствения процес на механични части. Качеството на технологичните характеристики на металните материали определя тяхната адаптивност към обработка и формоване по време на производствения процес. Поради различните условия на обработка, изискваните технологични характеристики също са различни, като например леярски характеристики, заваряемост, ковкост, термична обработка, рязане и др. Така наречените технологични характеристики се отнасят до характеристиките на металните материали при условия на употреба на механични части, което включва механични свойства, физични свойства, химични свойства и др. Характеристиките на металните материали определят техния обхват на употреба и експлоатационен живот.

В машиностроителната промишленост, общите механични части се използват при нормална температура, нормално налягане и не силно корозивни среди, като по време на употреба всяка механична част ще понася различни натоварвания. Способността на металните материали да устояват на повреди под натоварване се нарича механични свойства (или механични свойства). Механичните свойства на металните материали са основната основа за проектирането и избора на материали за частите. В зависимост от естеството на приложеното натоварване (като опън, натиск, усукване, удар, циклично натоварване и др.), механичните свойства, необходими за металните материали, също ще бъдат различни. Често използваните механични свойства включват: якост, пластичност, твърдост, жилавост, многократна удароустойчивост и граница на умора. Всяко механично свойство е разгледано отделно по-долу.

1. Сила

Якостта се отнася до способността на металния материал да устои на повреди (прекомерна пластична деформация или счупване) при статично натоварване. Тъй като натоварването действа под формата на опън, натиск, огъване, срязване и др., якостта се разделя и на якост на опън, якост на натиск, якост на огъване, якост на срязване и др. Често съществува определена връзка между различните якости. В практиката якостта на опън обикновено се използва като най-основен показател за якост.

2. Пластичност

Пластичността се отнася до способността на металния материал да произвежда пластична деформация (остатъчна деформация) без разрушаване под натоварване.

3. Твърдост

Твърдостта е мярка за това колко твърд или мек е един метален материал. В момента най-често използваният метод за измерване на твърдостта в производството е методът на вдлъбване, при който се използва индентор с определена геометрична форма, който се вкарва в повърхността на тествания метален материал под определено натоварване, а стойността на твърдостта се измерва въз основа на степента на вдлъбване.
Често използваните методи включват твърдост по Бринел (HB), твърдост по Рокуел (HRA, HRB, HRC) и твърдост по Викерс (HV).

4. Умора

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

5. Удароустойчивост

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