Чврстоћа челика је сложен атрибут, који обухвата неколико механичких својстава која заједно одређују отпорност материјала на спољне силе и напрезања. Разумевање захтева процену низа фактора, од затезне/попустљивости/смицања/притиске чврстоће до услова околине.
Шта је чврстоћа челика?
Чврстоћа челика је општа фраза која се не може прецизно квантификовати. Најбоље се дефинише на следећи начин и укључује низ различитих карактеристика механичких својстава челика:
Снага челикаје кулминација свих механичких понашања које резултирају општом отпорношћу на напрезања, притиске и енергије из околине пре лома или неповратне деформације.
За више информација о механичким својствима, посетите наш Увод уМеханичке особине метала.
Врсте механичке чврстоће челика
У основи, чврстоћа челика се може поделити на четири различите метрике, од којих је свака тачка лома челика под специфичном силом или напрезањем примењеним на њега. Да би се створила колективна опсервација, сваки од четири облика снаге треба посматрати одвојено иу комбинацији један са другим.
Затезна чврстоћа: Способност челика да се одупре развлачењу (позната и као крајња затезна чврстоћа).
Напрезања:Повлачи материјале у супротним смеровима.
Снага приноса:Тачка у којој еластично понашање метала уступа место пластичној деформацији.
Еластичност:Способност материјала да се врати у првобитни облик након што искуси деформишућу силу.
Пластична деформација:Тачка трајне деформације (али не и лома).
Снага на смицање:Способност челика да се одупре ломљењу или резању дуж својих равни.
Јак стрес:Сила која долази из бочних, средњих или супротних праваца, делујући само на део метала, која би могла да га пресече или сломи.
Јачина притиска: Способност челика да се одупре стискању, сабијању или смањењу величине (није толико релевантно када се процењују челични затварачи).
Притисак на притисак:Сила која гура челик заједно да би га скратила и раширила у бочном правцу.
Све ове снаге ће утицати једна на другу. Затезна чврстоћа утиче на течност и чврстоћу на смицање, чврстоћа на притисак утиче на границу течења и тако даље. Од кључне је важности да се избегне њихова процена у вакууму. Пошто је већина других метрика изведена из затезне чврстоће, на крају је корисно почети одатле.
Друге механичке особине које утичу на чврстоћу
Метал може бити јак, а да не буде веома тврд ако се узме у обзир његова чврстоћа на затезање, попуштање, смицање и чврстоћа на притисак. Овде на снагу челика утичу његова тврдоћа и дуктилност.
Тврдоћа
Однос између тврдоће и чврстоће је сложен, посебно зато што мере сличне ствари:
Снагамери отпорност на спољне силе и напрезања.
Тврдоћамери способност отпора на пластичну деформацију.
Исти концепт се тестира у широком спектру тестова тврдоће: колико снаге је потребно да се предмет притисне у материјал и остави трајно удубљење? Чини се да се отпор метала према спољној сили повећава са његовом тврдоћом, што означава његову снагу. У ствари, већа тврдоћа има тенденцију да буде у корелацији са већом затезном и чврстоћом течења.
Челик, међутим, мора да издржи додатне силе, као што је пуцање. Изузетно тврди челик може постати толико крхак да се лако ломи, означавајући праг на којем чврстоћа више није предност. У ствари, превелика тврдоћа може ослабити челик.
Дуктилност
Ово је такође тежак однос за квантификацију, па ћемо почети са дефиницијом:
Дуктилност:Мера способности метала да се подвргне пластичној деформацији без лома.
Дуктилност се мери помоћу два теста:
Издужење:Мери колико се материјал растеже пре него што се сломи. Тест означава две тачке на материјалу пре него што се истегне. Када се истегне до тачке лома, тачке се поново мере и издужење се израчунава на основу два растојања.
Смањење површине:Мери колико се површина смањује од почетне тачке до тачке лома. Тестови мере пречник материјала пре истезања и после ломљења и израчунавају разлику.
Један од начина да се сагледа ниска затезна и чврстоћа дуктилног челика је да се види колико је мало отпоран на пластичну деформацију. Али пошто је тешко сломити нешто што се лако савија, вероватно има мању отпорност на смицање. Међутим, када се искриви, он је флексибилан и отпоран је на цепање.
Мацхинеабилити
Обрадивост је степен до којег се материјал може резати са малим или нимало ломљења или погоршања квалитета површине. Материјалу са лошом обрадивом потребно је више силе и вероватно ће довести до оштећења, док се материјал високе обрадивости може сећи једноставно и са малим отпором.
Смањена затезна чврстоћа је типично повезана са добром машинском обрадивом; упореди тежину сечења кита са печеном глином. Веза са чврстоћом на смицање је иста: материјал се лако ломи дуж својих равни ако се може машински обрађивати.
Жилавост
Затезна чврстоћа и дуктилност су две карактеристике које заједно чине жилавост. Материјал се сматра чврстим ако има оба квалитета, односно ако се може савијати само када је подвргнут значајној сили, а да се и даље одупире ломљењу. Ово је посебно корисно у случајевима када је метал заморен или оштећен, јер дуктилност успорава брзину ломљења ситних пукотина.
Затезна чврстоћа несумњиво има улогу у жилавости. Чврсти челици често имају и високу границу течења јер затезна и чврстоћа течења често сарађују. Још један знак високе чврстоће на смицање би била способност да се издржи ломљење под силом.
Чврстоћа челика је сложен атрибут који укључује различите механичке особине које одређују његову отпорност на спољне силе и напрезања. Важно је разумети како функционише како бисте могли да процените његове потенцијалне перформансе у вашој апликацији;Венкијев тим за инжењерску подршкупомаже вам да размотрите различите факторе чврстоће како бисте могли да изаберете прави материјал за своје потребе.
