Vélrænir eiginleikar málmefna vísa til hinna ýmsu eiginleika sem sýndir eru undir áhrifum ytri krafta, sem ákvarða hæfi og endingu efnanna í mismunandi umhverfi. Eftirfarandi eru helstu vísbendingar um vélræna eiginleika málmefna:
1. Styrkur og ávöxtunarstyrkur
Styrkur er hæfni málmefnis til að standast áhrif utanaðkomandi krafts (álags) og forðast of mikla plastaflögun eða brot. Það er grundvallaratriði og ein mikilvægasta vísbendingin um vélræna eiginleika málmefna. Hægt er að skipta styrkleika í ýmsar gerðir, þar á meðal togstyrk, þrýstistyrk, beygjustyrk og klippstyrk, þar á meðal er togstyrkur algengastur.
- Togstyrkur (σb eða Rm): vísar til hámarks álags sem efni þolir við spennu, þ.e. hámarksálags sem hægt er að ná áður en það er dregið af. Það endurspeglar getu efnisins til að standast brot, táknað sem Rm eða σb, og einingin er MPa (megapascals). Togstyrkur er mikilvægur mælikvarði til að meta seigleika og plastaflögunargetu efnis.
- Flutningsstyrkur (σs eða ReL, Rp0.2): vísar til efnisins í togferlinu, þegar álagið nær ákveðnu mikilvægu gildi, jafnvel þótt streitan sé ekki lengur aukin, mun efnið halda áfram að gangast undir verulega plastísk aflögun á streitugildinu. Fyrir efni með augljóst fyrirbæri sem gefur eftir, er álagsstyrkur álagsmark streitu; fyrir efni sem eru án augljóss eftirgjöf fyrirbæri, er venjulega kveðið á um að framleiða 0,2% afgangs aflögun á streitugildi sem ávöxtunarmörk þess, þekkt sem skilyrði fyrir álagsstyrk. Afrakstur styrkur er upphafið af plast aflögun efnisins er mikilvægt tákn, en einnig uppbyggingu hönnunar á almennum styrk vísbendingar.
2. mýkt og lenging
Mýkt vísar til getu málmefnis til að framleiða verulega plastaflögun án þess að brotna þegar það verður fyrir utanaðkomandi kröftum. Efni með góða mýkt getur tekið til sín mikið magn af orku með plastaflögun og þannig bætt getu þess til að standast högg og þreytu.
- Lenging (δ): Hlutfall af heildarlengingu efnis eftir togbrot miðað við upphaflega merkta lengd. Það er mikilvægur mælikvarði á mýkt efnis. Verkfræði venjulega δ Stærra en eða jafnt og 5% af efninu kallast plastefni, svo sem mildt stál, ál, kopar o.s.frv.; og δ Minna en eða jafnt og 5% af efninu kallast brothætt efni, svo sem steypujárn, gler, keramik o.s.frv.
- Hlutarrýrnun (ψ): vísar til hlutfalls af hámarks minnkuðu svæði hlutans miðað við upprunalega brotsvæði efnisins eftir togbrot. Það er einnig mikilvægur vísir til að mæla mýkt efnisins. Ásamt lengingunni getur það metið ítarlega plastaflögunargetu efnisins.
3. Harka
Harka er hæfileiki efnis til að standast aðra harðari hluti sem þrýst er inn í yfirborð þess. Það er vísbending um hörku og mýkt efnisins og er einnig mikilvægur breytu sem endurspeglar slitþol og skurðarafköst efnisins.
- Brinell hörku (HBS, HBW) og Rockwell hörku (HRA, HRB, HRC): eru tvær algengar aðferðir við hörkuprófun. Brinell hörku á við um mýkri efni en Rockwell hörku á við um harðari efni. Hörkuprófið er ekki aðeins hægt að nota til að meta vélræna eiginleika efnisins, heldur einnig til að athuga gæði yfirborðslags efnisins, svo sem afkolun og uppkolun.
4. Höggþol
Höggþol er hæfni efnis til að standast höggálag. Það er mikilvægur vísbending um brotþol efna undir kraftmiklu álagi.
- Slagseignigildi (Ak): venjulega í júlum / fersentimetra (J / cm²) sem eining, sem gefur til kynna getu efnisins til að gleypa orku við áhrif höggálags. Efni með góða höggseigju hefur mikla mótstöðu gegn höggbrotum og er hentugur fyrir notkun þar sem þarf að beita höggálagi.
5. Mýktarstuðull
Mýktarstuðull er hlutfall álags og álags á teygjanlegu aflögunarfasa efnis. Það er mikilvægur mælikvarði á stífleika efnis.
- Mýktarstuðull (E): venjulega gefinn upp í Pascal (Pa) eða Gigapascal (GPa). Fyrir algeng málmefni, eins og stál, er mýktarstuðullinn venjulega á milli 200-210 GPa. Efni með háan mýktarstuðul hafa einnig mikla stífleika og mikla mótstöðu gegn teygjanlegri aflögun.
6. Brotþol
Brotseigja er hæfni efnis til að standast sprungulengingu þegar það inniheldur sprungur. Það er mikilvægur vísbending um viðnám efnis gegn brothættum brotum.
- Brotþol (KIC): gefur til kynna álagsstyrksstuðli efnisins við flugálagsaðstæður, þegar sprungan byrjar að stækka. Efni með mikla brotseigu hafa einnig sterka viðnám gegn brothættum brotum og henta fyrir notkun sem krefst mikillar streitu eða lághitaumhverfis.
7. Þreytustyrkur
Þreytustyrkur er hæfileiki efnis til að standast þreytuskemmdir við álag til skiptis. Það er mikilvægur vísbending um langtíma-líftíma efnis.
- Þreytumörk (σ-1): gefur til kynna hámarksálagsgildi efnis við óendanlega tíma álags til skiptis án þreytuskemmda. Efni með mikinn þreytustyrk hafa einnig langan endingartíma og henta vel við tilefni þar sem þau þurfa að þola álag til skiptis.
Vísar fyrir vélrænni eiginleika málmefna eru meðal annars styrkur, mýktleiki, hörku, höggseigni, mýktarstuðull, brotseigni og þreytustyrkur. Þessir vísbendingar ákvarða saman nothæfi og endingu málmefna í mismunandi umhverfi. Í hagnýtri notkun er nauðsynlegt að velja viðeigandi málmefni í samræmi við sérstakar kröfur um notkun, til að ná sem bestum vörugæðum og notkunaráhrifum.
