Основна механичка својства металних материјала

Особине металних материјала се генерално деле у две категорије: перформансе процеса и перформансе употребе. Такозване перформансе процеса односе се на перформансе металних материјала под одређеним условима хладне и топле обраде током процеса производње машинских делова. Квалитет перформанси процеса металних материјала одређује његову прилагодљивост обради и обликовању током процеса производње. Због различитих услова обраде, различита су и потребна својства процеса, као што су перформансе ливења, заварљивост, кованост, перформансе термичке обраде, обрадивост резањем итд. Такозване перформансе односе се на перформансе металних материјала под условима употребе машинских делова, што обухвата механичка својства, физичка својства, хемијска својства итд. Перформансе металних материјала одређују њихов опсег употребе и век трајања.

У машинској индустрији, општи машински делови се користе на нормалној температури, нормалном притиску и у медијумима који нису јако корозивни, а током употребе, сваки механички део ће подносити различита оптерећења. Способност металних материјала да се одупру оштећењима под оптерећењем назива се механичка својства (или механичка својства). Механичка својства металних материјала су главна основа за пројектовање и избор материјала делова. У зависности од природе примењеног оптерећења (као што су затезање, компресија, торзија, удар, циклично оптерећење итд.), механичка својства потребна за металне материјале такође ће бити различита. Уобичајено коришћена механичка својства укључују: чврстоћу, пластичност, тврдоћу, жилавост, отпорност на вишеструке ударце и границу замора. Свако механичко својство се посебно разматра у наставку.

1. Снага

Чврстоћа се односи на способност металног материјала да се одупре оштећењима (прекомерној пластичној деформацији или лому) под статичким оптерећењем. Пошто оптерећење делује у облику затезања, компресије, савијања, смицања итд., чврстоћа се такође дели на затезну чврстоћу, чврстоћу на притисак, чврстоћу на савијање, чврстоћу на смицање итд. Често постоји одређени однос између различитих чврстоћа. У употреби, затезна чврстоћа се генерално користи као најосновнији индекс чврстоће.

2. Пластичност

Пластичност се односи на способност металног материјала да произведе пластичну деформацију (трајну деформацију) без разарања под оптерећењем.

3. Тврдоћа

Тврдоћа је мера колико је метални материјал тврд или мекан. Тренутно, најчешће коришћена метода за мерење тврдоће у производњи је метода тврдоће удубљивањем, која користи удубљивач одређеног геометријског облика да се утисне у површину металног материјала који се тестира под одређеним оптерећењем, а вредност тврдоће се мери на основу степена удубљења.
Уобичајено коришћене методе укључују тврдоћу по Бринелу (HB), тврдоћу по Роквелу (HRA, HRB, HRC) и тврдоћу по Викерсу (HV).

4. Умор

Чврстоћа, пластичност и тврдоћа о којима је раније било речи су све механички показатељи перформанси метала под статичким оптерећењем. У ствари, многи машински делови раде под цикличним оптерећењем и под таквим условима ће доћи до замора у деловима.

5. Ударна жилавост

Оптерећење које делује на машински део веома великом брзином назива се ударно оптерећење, а способност метала да се одупре оштећењима под ударним оптерећењем назива се ударна жилавост.