Rezistența oțelului este un atribut complex, care cuprinde mai multe proprietăți mecanice care împreună determină rezistența materialului la forțele și tensiunile externe. Înțelegerea acestuia necesită evaluarea unei game de factori, de la rezistență la tracțiune/curgere/forfecare/compresiune până la condițiile de mediu.
Ce este rezistența oțelului?
Rezistența oțelului este o expresie generală care nu poate fi cuantificată cu precizie. Este cel mai bine definit după cum urmează și include o serie de caracteristici distincte ale proprietăților mecanice ale oțelului:
Rezistența oțeluluieste punctul culminant al tuturor comportamentelor mecanice care au ca rezultat o rezistență generală la solicitări, presiuni și energii din mediu înainte de rupere sau deformare ireversibilă.
Pentru mai multe informații despre proprietățile mecanice, vizitați Introducerea laProprietățile mecanice ale metalelor.
Tipuri de rezistență mecanică a oțelului
În mod fundamental, rezistența oțelului poate fi împărțită în patru metrici distincte, fiecare dintre acestea fiind punctul de rupere a oțelului sub forța sau stresul specific aplicat acestuia. Pentru a crea o observație colectivă, fiecare dintre cele patru forme de forță ar trebui văzută separat și în conjuncție una cu cealaltă.
Rezistență la tracțiune: Capacitatea oțelului de a rezista la destrămare (cunoscută și sub numele de rezistență maximă la tracțiune).
Tensiune la tracțiune:Trage materiale în direcții opuse.
Limita de curgere:Punctul în care comportamentul elastic al unui metal dă loc deformării plastice.
Elasticitate:Capacitatea unui material de a reveni la forma sa originală după ce a experimentat o forță de deformare.
Deformare plastica:Punct de deformare permanentă (dar nu rupere).
Rezistența la forfecare:Capacitatea oțelului de a rezista ruperii sau tăierii de-a lungul planurilor sale.
Efort de forfecare:Forță care vine din direcții laterale, din mijloc sau opuse, acționând doar pe o secțiune a metalului, care l-ar putea tăia sau rupe.
Rezistenta la compresiune: Capacitatea oțelului de a rezista la strângerea, comprimarea sau reducerea dimensiunii (nu la fel de relevantă atunci când se evaluează elementele de fixare din oțel).
Stresul compresiv:Forță care împinge oțelul împreună pentru a-l scurta și a-l răspândi într-o direcție laterală.
Toate aceste puncte forte vor avea un impact unul asupra celuilalt. Rezistența la tracțiune influențează curgerea și rezistența la forfecare, rezistența la compresiune influențează rezistența la curgere și așa mai departe. Este esențial să evitați evaluarea lor în vid. Deoarece majoritatea celorlalte valori sunt derivate din rezistența la tracțiune, în cele din urmă este avantajos să începem de acolo.
Alte proprietăți mecanice care influențează rezistența
Un metal poate fi puternic fără a fi foarte dur dacă se iau în considerare rezistențele sale la tracțiune, curgerea, forfecarea și compresiune. Aici rezistența oțelului este afectată de duritatea și ductilitatea acestuia.
Duritate
Relația dintre duritate și rezistență este complexă, mai ales că măsoară lucruri similare:
Puteremăsoară rezistența la forțele și tensiunile exterioare.
Duritatemăsoară capacitatea de a rezista la deformarea plastică.
Același concept este testat într-o gamă largă de teste de duritate: câtă putere este necesară pentru a apăsa un obiect într-un material și a lăsa o adâncitură de durată? S-ar părea că rezistența unui metal la o forță externă crește odată cu duritatea sa, semnificând rezistența sa. În realitate, duritatea mai mare tinde să fie corelată cu rezistențe mai mari la tracțiune și la curgere.
Oțelul trebuie, totuși, să reziste la forțe suplimentare, cum ar fi fisurarea. Un oțel extrem de dur poate deveni atât de fragil încât se rupe ușor, marcând pragul la care rezistența nu mai este un avantaj. De fapt, prea multă duritate poate slăbi oțelul.
Ductilitate
Aceasta este, de asemenea, o relație greu de cuantificat, așa că vom începe cu o definiție:
Ductilitate:Măsura capacității unui metal de a suferi deformare plastică fără a se rupe.
Ductilitatea se măsoară prin două teste:
Elongaţie:Măsoară cât de mult se întinde un material înainte de a se rupe. Testul marchează două puncte pe material înainte de a fi întins. Odată întinsă până la punctul de rupere, punctele sunt măsurate din nou și alungirea este calculată cu cele două distanțe.
Reducerea suprafeței:Măsoară cât de mult se reduce zona de la punctul de pornire până la punctul de rupere. Testele măsoară diametrul materialului înainte de întindere și după rupere și calculează diferența.
O modalitate de a vedea rezistența scăzută la tracțiune și la curgere a oțelului ductil este să vedem cât de puțin rezistă la deformarea plastică. Dar pentru că este dificil să spargi ceva care se îndoaie ușor, probabil că are o rezistență la forfecare mai mică. Odată ce s-a deformat, totuși, este flexibil și rezistă la despicare.
Mecanabilitate
Prelucrarea este gradul în care un material poate fi tăiat fără așchiere sau deteriorare a calității suprafeței. Un material cu prelucrabilitate slabă ar avea nevoie de mai multă forță și ar duce probabil la deteriorare, în timp ce un material cu prelucrabilitate ridicată poate fi tăiat simplu și cu rezistență mică.
Rezistența redusă la tracțiune este asociată de obicei cu o bună prelucrabilitate; comparați dificultatea tăierii chitului cu lut copt. Legătura cu rezistența la forfecare este aceeași: un material se rupe ușor de-a lungul planurilor sale dacă poate fi prelucrat.
Duritate
Rezistența la tracțiune și ductilitatea sunt două caracteristici care, împreună, formează tenacitatea. Un material este considerat dur dacă are ambele calități, adică dacă se poate îndoi doar atunci când este supus unei forțe semnificative, rezistând în continuare la rupere. Acest lucru este benefic în special în cazurile în care metalul este obosit sau deteriorat, deoarece ductilitatea încetinește viteza cu care se sparg fisurile minuscule.
Rezistența la tracțiune are, fără îndoială, un rol în tenacitate. Oțelurile dure au adesea limite de curgere ridicate, deoarece rezistența la tracțiune și limita de curgere cooperează frecvent. Un alt semn al unei rezistențe ridicate la forfecare ar fi capacitatea de a rezista la rupere sub forță.
Rezistența oțelului este un atribut complex care implică diverse proprietăți mecanice care determină rezistența acestuia la forțele și tensiunile externe. Este important să înțelegeți cum funcționează, astfel încât să puteți evalua performanța potențială a aplicației dvs.;Echipa de asistență tehnică a lui Wenqivă ajută să luați în considerare diferiți factori de rezistență, astfel încât să puteți alege materialul potrivit nevoilor dvs.
