תכונות מכניות בסיסיות של חומרי מתכת

התכונות של חומרי מתכת מחולקים בדרך כלל לשתי קטגוריות: ביצועי תהליכים וביצועי השימוש. ביצועי התהליך שנקראים מתייחסים לביצועים של חומרי מתכת בתנאי עיבוד קרים וחמים שצוינו במהלך תהליך הייצור של חלקים מכניים. איכות ביצועי התהליך של חומרי מתכת קובעת את יכולת ההסתגלות שלה לעיבוד ולהיווצרות במהלך תהליך הייצור. בשל תנאי עיבוד שונים, מאפייני התהליך הנדרשים שונים גם הם, כגון ביצועי יציקה, יכולת ריתוך, סליחה, ביצועי טיפול בחום, יכולת תהליכי חיתוך וכו '. הביצועים כביכול מתייחסים לביצועים של חומרי מתכת בתנאי השימוש בחלקים מכניים, הכוללים תכונות מכניות, תכונות פיזיות, תכונות כימיות וכו'.

בענף ייצור המכונות משתמשים בחלקים מכניים כלליים בטמפרטורה רגילה, בלחץ רגיל ומדיה מאכלת לא חזקה, ובמהלך השימוש, כל חלק מכני ישא עומסים שונים. היכולת של חומרי מתכת להתנגד לנזק תחת עומס נקראת תכונות מכניות (או תכונות מכניות). המאפיינים המכניים של חומרי מתכת הם הבסיס העיקרי לעיצוב ובחירת החומרים של חלקים. תלוי באופי העומס המופעל (כגון מתח, דחיסה, פיתול, השפעה, עומס מחזורי וכו '), התכונות המכניות הנדרשות לחומרי מתכת יהיו גם שונות. תכונות מכניות נפוצות כוללות: חוזק, פלסטיות, קשיות, קשיחות, עמידות בפני השפעה מרובה ומגבלת עייפות. כל מאפיין מכני נדון בנפרד להלן.

1. כוח

חוזק מתייחס ליכולתו של חומר מתכת להתנגד לנזק (עיוות מופרז מפלסטיק או שבר) תחת עומס סטטי. מכיוון שהעומס פועל בצורה של מתח, דחיסה, כיפוף, גזירה וכו ', הכוח מחולק גם לחוזק מתיחה, חוזק דחיסה, חוזק כיפוף, חוזק גזירה וכו'. לעתים קרובות יש קשר מסוים בין חוזקות שונות. בשימוש, חוזק מתיחה משמש בדרך כלל כמדד החוזק הבסיסי ביותר.

2. פלסטיות

הפלסטיות מתייחסת ליכולתו של חומר מתכת לייצר עיוות פלסטי (עיוות קבוע) ללא הרס תחת עומס.

3. קשיחות

קשיות היא מדד עד כמה קשה או רך חומר מתכת. נכון לעכשיו, השיטה הנפוצה ביותר למדידת קשיות בייצור היא שיטת קשיות הכניסה, המשתמשת בכניסה של צורה גיאומטרית מסוימת כדי ללחוץ על פני חומר המתכת הנבדק תחת עומס מסוים, וערך הקשיות נמדד על פי דרגת הכניסה.
שיטות נפוצות כוללות קשיות של ברינל (HB), קשיות רוקוול (HRA, HRB, HRC) ו- Vickers קשיות (HV).

4. עייפות

הכוח, הפלסטיות והקשיות שנדונו בעבר הם כולם אינדיקטורים לביצועים מכניים של מתכת תחת עומס סטטי. למעשה, חלקי מכונה רבים מופעלים תחת עומס מחזורי, ועייפות תתרחש בחלקים בתנאים כאלה.

5. קשיחות השפעה

העומס הפועל על חלק המכונה במהירות גבוהה מאוד נקרא עומס השפעה, והיכולת של מתכת להתנגד לנזק תחת עומס השפעה נקראת קשיחות השפעה.