Metallerin Mekanik Özellikleri: Giriş

Bir metalin mekanik özelliklerini sağlam bir şekilde kavramak, dübel pimleri gibi bağlantı elemanları için alışveriş yaparken hangi malzemenin uygulamanıza uygun olacağını belirlemenize yardımcı olacaktır.

Metallerin Mekanik Özellikleri: Bir Liste

Anlaşılması gereken en önemli mekanik özelliklerden bazıları şunlardır:

Sertleşebilirlik:Bir metalin istenilen sertliğe ulaşabilme yeteneği.

İşlenebilirlik:Bir metalin ne kadar kolay kesilebileceğini belirlemek için yapılan ölçüm.

Korozyon Direnci:Bir metalin aşındırıcı veya bozulan elementlere veya ortamlara direnme yeteneği.

Bu özellikler içinde, diğer bazı özelliklerin anlaşılması zorunlu hale gelir. Bunlar şunları içerir:

Çekme gerilmesi:Bir malzemeyi zıt yönlere çeken bir tür gerilim.

Gerilme direnci:Bir malzemenin dayanabileceği maksimum çekme gerilimi miktarı.

Esneklik:Bir metalin, deforme edici bir kuvvete maruz kaldıktan sonra orijinal şekline geri dönme yeteneği.

Plastik bozulma:Bir metalin kalıcı deformasyonu (fakat kırılması değil).

Akma dayanımı:Bir metalin elastik davranışının yerini plastik deformasyona bıraktığı nokta.

Kayma Stresi:Bir metalin düzlemleri boyunca kırılmasına veya dilimlenmesine neden olabilecek bir kuvvetin gerilimi.

Süneklik:Bir metalin kırılmadan plastik deformasyona uğrama yeteneğinin ölçümü.

Dayanıklılık:Bir metalin süneklik ve çekme mukavemetinin birleşimi.

Bir metalin davranışını göstermek üzere birlikte nasıl çalıştıklarını daha iyi anlamak için bu özelliklerin her birine daha derinlemesine bakalım.

Sertleşebilirlik

Sertleşebilirlikbir metalin istenilen seviyeye ulaşma potansiyelidirsertlik– malzemenin çekme mukavemeti ve elastik özelliklerinden etkilenen, bir metalin plastik deformasyona karşı direncinin ölçümü. Bir metalin istenilen derecede sertleşip sertleşemeyeceğini belirlemek için sertliğin nasıl ölçüldüğünü anlamak önemlidir.

Sertlik

Sertliğe ulaşmak için bir metalin, atomların yeniden düzenlendiği yüksek sıcaklıktaki bir katı faz olan östenitik faza kadar ısıtılması ve ardından hızlı bir şekilde östenitik çelik soğuduğunda gelişen çeliğin sertleşmiş bir durumu olan martensitik faza soğutulması gerekir. atomların orijinal konfigürasyonlarına dönmesi için çok hızlı. Temperleme olarak bilinen isteğe bağlı ısıl işlem, metalin sertliğinin çeşitli derecelere ayarlanmasını sağlar.

Bir metalin sertliği çeşitli testlerle ölçülebilir; en yaygın olanları Rockwell, Brinell, Vickers ve Knoop testleridir. Her test sonucu bir sayı ve ardından test kısaltması olarak görüntülenir; ancak bazı testler nihai sonuçlara uygulanan kuvvet değeri, malzeme türünün temsili ve test sırasında geçen süre gibi başka bileşenler de ekler. Her test için, daha düşük bir sertlik numarası daha yumuşak malzemeleri temsil ederken, daha yüksek sayılar daha sert malzemeleri temsil eder.

İşlenebilirlik

İşlenebilirlik, bir metalin kolaylıkla kesilebilme derecesini gösteren, oldukça subjektif bir metal özelliğidir. Tam olarak ölçülemez (sertliğin aksine), çünkü dış faktörler bu özelliği etkiler. Bu değişkenler metal kesme malzemesini, malzemenin sıcaklığını ve çevredeki havayı, kesme sıvılarının kullanımını, kesme hızını ve daha fazlasını içerir.

Ancak AISI, işlenebilirliğin belirlenmesine temel oluşturacak bir çerçeveye ihtiyaç olduğunu gördü. Bu, çeşitli metallerin işlenebilirliğini derecelendirmek için standart bir formül kullanan İşlenebilirlik Endeksi'nin oluşturulmasına yol açtı.

İşlenebilirlik Derecelendirmeleri

Süreç, her bir metalin işlenebilirliğinin, İşlenebilirlik Derecesi (MR) 1 olarak atanan ve standart metal olarak hizmet veren B1112 soğuk çekilmiş çeliğinkiyle karşılaştırılmasını içeriyordu. AISI, bir derecelendirme sağlamak amacıyla çeşitli metalleri B1112'nin belirli bir takım ömrüyle kesilebileceği hıza göre inceledi.

Her metal için elde edilen MR, B1112'nin %100 aldığı bir yüzde olarak ifade edilir. Bir metal %100'ün altında puan alırsa işlenmesi B1112'ye göre daha zordur. %100'ün üzerinde puan alırsa işlenmesi daha kolaydır. Örneğin 1095 karbon çeliği, karbon içeriğinden dolayı %45 civarında bir MR'a sahiptir. Alüminyum 6061 ise %270'e yakın bir MR'a sahiptir.

Korozyon Direnci

AşınmaBir metalin kendisi ile dış çevre arasındaki etkileşime dayanamadığı için bozulup yoğunluğunu kaybetmesidir.Korozyon direnciBir metalin, genellikle alaşım yapısından, koruyucu kaplamasından veya her ikisinden dolayı bu etkileşime direnme yeteneğidir.

Oksijen, sıvılar, sıcaklık, atmosfer, kimyasallar, elektrik akımları, kir ve kalıntılar korozyonu etkileyen yaygın dış değişkenlerdir. Bu bileşenlerin her biri, diğer parçalar için bir kanal görevi görme yeteneğine sahiptir ve bu da daha fazla etkileşime yol açabilir. Metalin ortamı aynı zamanda korozyonun nasıl davranacağını da etkileyecektir; örneğin deniz suyuna batırılmış bir metal, dışarıda bırakılan veya bir kimya tesisinde tutulan metal kadar korozyona dayanıklı olmayacaktır. Farklı metaller farklı koruma türleri sunduğundan, bir metalin amaçlanan uygulamada başarılı bir şekilde çalışması için ne tür bir korozyon direncine ihtiyaç duyduğunu anlamak kritik öneme sahiptir.

Bazı popüler alaşımlar hem çevresel hem de doğal ortamlarda korozyona karşı iyi direnç gösterir:

· 300 serisi paslanmaz çelik tek başına korozyona dayanıklı değildir; direnç göstermeleri için bir kaplamaya, pasifleştirmeye veya kaplamaya ihtiyaçları vardır. Ancak 316 tuzlu su ortamlarında korozyona karşı dayanıklılığıyla bilinir. 400 serisi paslanmaz çelikler, hafif doğal elementlere karşı iyi korozyon direnci gösterir.

· Doğal elementlere karşı iyi korozyon direnci sunan diğer metaller arasında tuzlu su ortamlarında iyi çalışan 360 ve 464 pirinç yer alır.

· Korozyon direnci sağlayan son işlemler, kaplamalar ve kaplamalar arasında, bunlarla sınırlı olmamak üzere, pas önleyiciler, anodize edilmiş alüminyum alaşımları, siyah oksit, kromat dönüşüm kaplamaları, elektrokaplama, çinko veya manganez fosfat, renkli fosfat, sıcak daldırmalı alüminyum ve çinko elektrokaplama yer alır. .