Les propietats dels materials metàl·lics es divideixen generalment en dues categories: rendiment del procés i rendiment d'ús. L'anomenat rendiment del procés es refereix al rendiment dels materials metàl·lics en condicions de processament en fred i calent específiques durant el procés de fabricació de peces mecàniques. La qualitat del rendiment del procés dels materials metàl·lics determina la seva adaptabilitat al processament i conformació durant el procés de fabricació. A causa de les diferents condicions de processament, les propietats del procés requerides també són diferents, com ara el rendiment de fosa, la soldabilitat, la forjabilitat, el rendiment del tractament tèrmic, la processabilitat del tall, etc. L'anomenat rendiment es refereix al rendiment dels materials metàl·lics en les condicions d'ús de les peces mecàniques, que inclou propietats mecàniques, propietats físiques, propietats químiques, etc. El rendiment dels materials metàl·lics determina el seu rang d'ús i la seva vida útil.
En la indústria de fabricació de maquinària, les peces mecàniques generals s'utilitzen a temperatura normal, pressió normal i medis no fortament corrosius, i durant l'ús, cada peça mecànica suportarà càrregues diferents. La capacitat dels materials metàl·lics per resistir danys sota càrrega s'anomena propietats mecàniques (o propietats mecàniques). Les propietats mecàniques dels materials metàl·lics són la base principal per al disseny i la selecció de materials de les peces. Depenent de la naturalesa de la càrrega aplicada (com ara tensió, compressió, torsió, impacte, càrrega cíclica, etc.), les propietats mecàniques requerides per als materials metàl·lics també seran diferents. Les propietats mecàniques que s'utilitzen habitualment inclouen: resistència, plasticitat, duresa, tenacitat, resistència a impactes múltiples i límit de fatiga. Cada propietat mecànica es discuteix per separat a continuació.
1. Força
La resistència es refereix a la capacitat d'un material metàl·lic per resistir danys (deformació plàstica excessiva o fractura) sota càrrega estàtica. Com que la càrrega actua en forma de tensió, compressió, flexió, cisallament, etc., la resistència també es divideix en resistència a la tracció, resistència a la compressió, resistència a la flexió, resistència al cisallament, etc. Sovint hi ha una certa relació entre les diverses forces. En ús, la resistència a la tracció s'utilitza generalment com a índex de resistència més bàsic.
2. Plasticitat
La plasticitat es refereix a la capacitat d'un material metàl·lic de produir deformació plàstica (deformació permanent) sense destrucció sota càrrega.
3. Duresa
La duresa és una mesura de la duresa d'un material metàl·lic. Actualment, el mètode més utilitzat per mesurar la duresa en la producció és el mètode de duresa per indentació, que utilitza un indentador d'una determinada forma geomètrica per pressionar la superfície del material metàl·lic que s'està provant sota una determinada càrrega, i el valor de la duresa es mesura en funció del grau d'indentació.
Els mètodes més utilitzats inclouen la duresa Brinell (HB), la duresa Rockwell (HRA, HRB, HRC) i la duresa Vickers (HV).
4. Fatiga
La resistència, la plasticitat i la duresa que s'han comentat anteriorment són indicadors de rendiment mecànic del metall sota càrrega estàtica. De fet, moltes peces de màquines funcionen sota càrrega cíclica i, en aquestes condicions, es produirà fatiga a les peces.
5. Resistència a l'impacte
La càrrega que actua sobre la peça de la màquina a una velocitat molt alta s'anomena càrrega d'impacte, i la capacitat del metall per resistir danys sota càrrega d'impacte s'anomena tenacitat a l'impacte.
Data de publicació: 06 d'abril de 2024