Kas yra metalo deformacija ir metalo nuovargis?

Įvairūs metalai įvairiais būdais reaguoja į kamieną

Šis titano stiebas buvo ištemptas dvigubai nuo originalaus ilgio, 100% inžinerijos štangos. Nuotrauka ir kopija dunand.northwestern.edu

Visi metalai deformuojasi (ištempia arba suspaudžia), kai jie yra įtempti, į didesnį ar mažesnį laipsnį. Ši deformacija yra matomas metalo kamieno ženklas.

Metalurgijoje deformacija gali būti apibrėžiama kaip deformacija metalo dėl streso. Kitaip tariant, tai yra tai, kiek metalas buvo ištemptas arba suspaustas, palyginti su jo pradiniu ilgiu. Jei dėl streso padidėja metalo gabalo ilgis, tai vadinama tempimo kamienu.

Bet jei ilgis sutrumpėja, tai yra gniuždymo spraga.

Metalo sluoksniai dengiančiose (lenkiančiose) medžiagose

Kai kurie metalai (tokie kaip nerūdijantis plienas ir daugelis kitų lydinių) atsiranda dėl streso . Tai leidžia jiems sulenkti ar deformuotis, nesulaužant. Kiti metalai, pvz., Ketaus, lūžis ir greitai atsikratykite streso metu. Net ir nerūdijantis plienas, galiausiai susilpnėja ir suskaido po pakankamai streso.

Metalai, tokie kaip žemo anglies plieno lenkimas, o ne suspaudimas. Tačiau esant tam tikram streso lygiui, jie pasiekia gerai suprantamą "išeigos tašką". Vienas iš jų pasiekia išeigos tašką, metalas tampa "štampu". Tai reiškia, kad norint toliau deformuoti metalą reikia daugiau streso. Metalas tampa mažiau lankstus arba lankstus. Viena prasme tai daro metalą sunkiau. Tačiau, nors štampavimo kietėjimas metalui sunkiau deformuotis, jis taip pat daro metalą trapesnį. Riebalinis metalas gali lengvai sugadinti arba sugesti.

Metalo padermė trapiosiose medžiagose

Kai kurie metalai yra savaime trapūs, o tai reiškia, kad jie yra ypač atsparūs lūžiams. Lengvi metalai yra vidutinio ir aukšto anglies plieno. Skirtingai nuo dervingų medžiagų, šie metalai neturi tiksliai apibrėžto išeigos taško. Vietoj to, kai jie pasiekia tam tikrą streso lygį, jie nutrūksta.

Trapūs metalai elgiasi labai panašiai kaip ir kitos trapios medžiagos, tokios kaip stiklas, akmuo ir betonas. Kaip ir šios medžiagos, jos yra stiprios tam tikrais būdais - tačiau dėl to, kad jos negali sulenkti ar ištempti, jos netinka tam tikroms reikmėms.

Metalo padermės matavimas

Labiausiai paplitusi metalų deformacija yra vadinama inžinerine atrama. Inžinerinį štampą galima apskaičiuoti kaip ilgio pokytį, padalintą iš pradinio ilgio. Pavyzdžiui, 2,0 " titano juostos, kuri buvo ištempta iki 2,2", sako, kad jis patyrė tempiamą atramą 0,1 arba 10 procentų.

Metalo nuovargis, atsirandantis dėl metalo padermės

Kai įtempti metalai yra deformuojami, jie deformuojasi. Jei stresas yra pašalinamas, kol metalas pasiekia savo išeigos tašką, metalas grįžta į savo ankstesnę formą. Atrodo, kad metalas grįžo į savo pradinę būseną, tačiau mažos gedimai iš tiesų pasirodė molekuliniame lygmenyje.

Kiekvieną kartą, kai metalas deformuoja ir tada grįžta į savo pradinę formą, atsiranda daugiau molekulinių gedimų. Po daugybės deformacijų yra tiek daug molekulinių gedimų, kad metalas įtrūkęs. Kai tai įvyksta, jis apibūdinamas kaip "metalinis nuovargis". Metalo nuovargis yra negrįžtamas.

Metalo nuovargis yra ypač sunkus situacijose, kuriose metalas vis dar yra įtemptas.

Pavyzdžiui, tai buvo pagrindinė orlaivio gedimo priežastis, kol ji nebuvo visiškai suprantama. Norint išvengti metalo nuovargio, svarbu reguliariai tikrinti metalo mėginius, esant stresui, naudojant mikroskopą.