Dobra znajomość właściwości mechanicznych metalu pomoże Ci określić, który materiał będzie odpowiedni do Twojego zastosowania podczas zakupów elementów złącznych, takich jak kołki ustalające.
Właściwości mechaniczne metali: lista
Do najważniejszych właściwości mechanicznych, które należy zrozumieć, należą:
Hartowność:Zdolność metalu do osiągnięcia pożądanej twardości.
Skrawalność:Pomiar określający, jak łatwo można przeciąć metal.
Odporność na korozję:Zdolność metalu do przeciwstawienia się korozyjnym lub niszczącym elementom lub środowiskom.
W ramach tych właściwości konieczne jest zrozumienie kilku innych właściwości. Należą do nich:
Naprężenie rozciągające:Rodzaj naprężenia, które ciągnie materiał w przeciwnych kierunkach.
Wytrzymałość na rozciąganie:Maksymalne naprężenie rozciągające, jakie może wytrzymać materiał.
Elastyczność:Zdolność metalu do powrotu do pierwotnego kształtu po działaniu siły odkształcającej.
Odkształcenia plastyczne:Trwałe odkształcenie (ale nie pęknięcie) metalu.
Wydajność:Punkt, w którym elastyczne zachowanie metalu ustępuje miejsca odkształceniu plastycznemu.
Naprężenie ścinające:Naprężenie siły, która może spowodować pęknięcie lub przecięcie metalu wzdłuż jego płaszczyzn.
Plastyczność:Miara zdolności metalu do odkształcenia plastycznego bez pękania.
Wytrzymałość:Połączenie plastyczności metalu i wytrzymałości na rozciąganie.
Przyjrzyjmy się bliżej każdej z tych właściwości, aby lepiej zrozumieć, jak współdziałają ze sobą i zilustrować zachowanie metalu.
Hartowność
Hartownośćjest potencjałem metalu do osiągnięcia pożądanego celutwardość– pomiar odporności metalu na odkształcenia plastyczne, na który wpływa wytrzymałość materiału na rozciąganie i właściwości sprężyste. Aby określić, czy metal nadaje się do hartowania w pożądanym stopniu, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób mierzy się twardość.
Twardość
Aby osiągnąć twardość, metal należy podgrzać do fazy austenitycznej, która jest fazą stałą o wysokiej temperaturze, w której atomy przestawiają się, a następnie szybko schłodzić do fazy martenzytycznej, która jest utwardzonym stanem stali, który rozwija się podczas stygnięcia stali austenitycznej zbyt szybko, aby atomy mogły powrócić do swojej pierwotnej konfiguracji. Opcjonalna obróbka cieplna zwana odpuszczaniem umożliwia regulację twardości metalu w różnym stopniu.
Twardość metalu można zmierzyć za pomocą różnych testów, z których najczęstszymi są testy Rockwella, Brinella, Vickersa i Knoopa. Każdy wynik testu jest wyświetlany jako liczba, po której następuje skrót testu, chociaż niektóre testy dodają do wyników końcowych inne elementy, takie jak wartość przyłożonej siły, reprezentacja rodzaju materiału i czas, jaki upłynął podczas testu. W przypadku każdego testu niższa liczba twardości oznacza materiały bardziej miękkie, podczas gdy wyższe liczby oznaczają materiały twardsze.
Skrawalność
Skrawalność to dość subiektywna właściwość metalu, która wskazuje stopień, w jakim metal można łatwo ciąć. Nie można jej dokładnie zmierzyć (w przeciwieństwie do twardości), ponieważ na tę cechę wpływają czynniki zewnętrzne. Zmienne te obejmują materiał do cięcia metalu, temperaturę materiału i otaczającego powietrza, zużycie płynów obróbkowych, prędkość cięcia i inne.
AISI dostrzegła jednak potrzebę opracowania ram, które posłużyłyby za podstawę do określenia obrabialności. Doprowadziło to do stworzenia wskaźnika obrabialności, który wykorzystuje standardowy wzór do oceny obrabialności różnych metali.
Oceny obrabialności
Proces polegał na porównaniu obrabialności każdego metalu ze stalą ciągnioną na zimno B1112, której przypisano współczynnik obrabialności (MR) wynoszący 1 i która służyła jako metal standardowy. Aby uzyskać ocenę, AISI zbadało różne metale pod kątem prędkości, z jaką można ciąć B1112 przy określonej trwałości narzędzia.
Wynikowy MR dla każdego metalu wyraża się w procentach, przy czym B1112 otrzymuje 100%. Jeśli metal uzyska wynik poniżej 100%, jest trudniejszy w obróbce niż B1112. Jeśli wynik przekracza 100%, łatwiej jest go obrabiać. Na przykład stal węglowa 1095 ma MR około 45% ze względu na zawartość węgla. Z drugiej strony aluminium 6061 ma MR bliższy 270%.
Odporność na korozję
Korozjama miejsce wtedy, gdy metal ulega zniszczeniu i traci gęstość, ponieważ nie jest w stanie wytrzymać interakcji między sobą a środowiskiem zewnętrznym.Odporność na korozjęto zdolność metalu do przeciwstawienia się tej interakcji, zwykle ze względu na skład stopu, powłokę ochronną lub jedno i drugie.
Tlen, ciecze, temperatura, atmosfera, chemikalia, prąd elektryczny, brud i zanieczyszczenia to typowe zmienne zewnętrzne wpływające na korozję. Każdy z tych komponentów może służyć jako kanał dla innych części, co może skutkować większą liczbą interakcji. Środowisko metalu będzie również miało wpływ na zachowanie korozji; na przykład metal zanurzony w wodzie morskiej nie będzie tak odporny na korozję jak metal pozostawiony na zewnątrz lub przechowywany w zakładach chemicznych. Ponieważ różne metale zapewniają różne rodzaje ochrony, niezwykle ważne jest zrozumienie, jakiej odporności na korozję potrzebuje metal, aby skutecznie spełniać swoje zamierzone zastosowanie.
Kilka popularnych stopów wykazuje dobrą odporność na korozję zarówno w środowisku naturalnym, jak i naturalnym:
· Stal nierdzewna serii 300 sama w sobie nie jest odporna na korozję; potrzebują powłoki, pasywacji lub platerowania, aby wykazywać odporność. Jednak 316 jest znany ze swojej odporności na korozję w środowiskach słonowodnych. Stale nierdzewne serii 400 wykazują dobrą odporność na korozję w stosunku do łagodnych elementów naturalnych.
· Inne metale zapewniające dobrą odporność na korozję w stosunku do pierwiastków naturalnych to mosiądz 360 i 464, który dobrze sprawdza się w środowiskach słonowodnych.
· Procesy wykańczania, platerowanie i powłoki zapewniające odporność na korozję obejmują między innymi inhibitory rdzy, anodowanie stopów aluminium, czarny tlenek, chromianowe powłoki konwersyjne, galwanizację, fosforan cynku lub manganu, fosforan kolorowy, aluminium zanurzane na gorąco i galwanizację cynkową .
Inne właściwości do rozważenia
Inne ważne właściwości informujące o zachowaniu metalu obejmują naprężenie ścinające, odkształcenie i wytrzymałość; plastyczność; i wytrzymałość.
Wenqi Machinery oferuje szeroką gamę produktów wykonanych z różnych rodzajów metali, które nadają się do szerokiej gamy zastosowań.Skontaktuj się z naszym zespołem sprzedażyLubprzejrzyj naszą ofertę produktów, aby uzyskać więcej informacji.
