Podstawowa wiedza o stali (2)

1. Odkształcenie sprężyste i odkształcenie plastyczne

Odkształcenie sprężyste powstaje w warunkach niskiego naprężenia, gdy materiał jest ściskany, zginany lub rozciągany. Po usunięciu naprężenia materiał powraca do swojego pierwotnego kształtu. Pomyśl o gumce.

 

W fizyce i materiałoznawstwie plastyczność opisuje odkształcenie (stałego) materiału podlegające nieodwracalnym zmianom kształtu w odpowiedzi na przyłożone siły. Na przykład solidny kawałek metalu zginany lub wbijany w nowy kształt wykazuje plastyczność, ponieważ w samym materiale zachodzą trwałe zmiany.

 

Wytrzymałość odnosi się do odporności materiału na trwałe odkształcenie i pękanie, czyli naprężenie wymagane w przypadku uszkodzenia materiału.

Granica plastyczności (σs): Kiedy stal lub próbka jest rozciągana, a naprężenie przekracza granicę sprężystości, nawet jeśli naprężenie już nie wzrasta, stal lub próbka w dalszym ciągu podlega znacznemu odkształceniu plastycznemu. Zjawisko to nazywa się ustępowaniem. Gdy występuje zjawisko plastyczności, minimalną wartością naprężenia jest granica plastyczności. Załóżmy, że Ps to siła zewnętrzna w punkcie plastyczności s, Fo to pole przekroju poprzecznego próbki, a następnie granica plastyczności σs =Ps/Fo(MPa).

Granica plastyczności: Jest to naprężenie, przy którym materiał ustępuje, to znaczy minimalne naprężenie, gdy rozpoczyna się oczywiste odkształcenie plastyczne. W przypadku materiałów metalowych bez oczywistego zjawiska plastyczności, takich jak stal wysokowęglowa, jako granicę plastyczności określa się wartość naprężenia wywołującego 0,2% odkształcenia szczątkowego.

Wytrzymałość na rozciąganie: Jest to maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać przed pęknięciem. Jest to wartość krytyczna dla przejścia metalu od równomiernego odkształcenia plastycznego do zlokalizowanego skoncentrowanego odkształcenia plastycznego. Oznacza także maksymalną nośność metalu w warunkach napięcia statycznego.

Twardość wskazuje zdolność materiału do przeciwstawiania się twardym przedmiotom wciskającym się w jego powierzchnię. Jest to jeden z ważnych wskaźników wydajności materiałów metalowych. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa twardość, tym lepsza odporność na zużycie. Powszechnie stosowane wskaźniki twardości obejmują twardość Brinella, twardość Rockwella i twardość Vickersa.

          

 

inne właściwości

 

     

 

Rozciągliwość obejmuje ciągliwość i plastyczność.

Czynniki wpływające na rozciągliwość: plastyczność zależy od wielkości ziaren materiału, a ciągliwość zależy od struktury kryształu. Mniejsze rozmiary ziaren utrudniają przemieszczanie się ziaren ze względu na większy opór, przez co zmniejsza się ciągliwość i odwrotnie. Gdy rozmiary ziaren są większe, plastyczność wzrasta.

Plastyczność odnosi się do zdolności metalu do zmiany kształtu i odkształcenia plastycznego pod wpływem naprężenia rozciągającego bez pękania. Mówiąc najprościej, rozciąganie oznacza, że ​​metal można rozciągnąć w cienkie druty, takie jak drut miedziany. Materiały o wydłużeniu większym niż 5% nazywane są materiałami ciągliwymi, a materiały o wydłużeniu mniejszym niż 5% nazywane są materiałami kruchymi. W praktyce inżynierskiej powszechnie stosowanymi materiałami ciągliwymi są: stal miękka, miedź, aluminium, nikiel, cynk, cyna itp.

Plastyczność odnosi się do zdolności metalu do zmiany kształtu i odkształcenia plastycznego bez pękania pod wpływem naprężenia ściskającego. W praktyce inżynieryjnej powszechnie stosowanymi materiałami ciągliwymi są ołów, stal miękka, kute żelazo, miedź i aluminium.

Kruchość oznacza, że ​​materiał pęknie już przy niewielkim odkształceniu powstałym pod wpływem sił zewnętrznych (takich jak napięcie, uderzenie itp.)

 

 

Właściwości konstrukcyjne stali bezpośrednio wpływają na jej właściwości użytkowe, co oznacza, że ​​ze stali o różnej jakości można wytwarzać różne produkty. Stal ma wiele cech, dlatego istotny jest wybór odpowiedniego rodzaju i gatunku stali w oparciu o konkretne potrzeby i scenariusze zastosowania.