Różne metale odpowiadają na szczepy w różnych sposobach
Wszystkie metale deformują się (rozciągają się lub kompresują), gdy są zestresowane, w większym lub mniejszym stopniu. Ta deformacja jest widocznym znakiem odkształcenia metalu.
W hutnictwie odkształcenie można zdefiniować jako deformację metalu z powodu naprężeń. Innymi słowy, jest miarą tego, ile metalu został rozciągnięty lub ściśnięty w porównaniu do jego pierwotnej długości. Jeżeli ze względu na naprężenia następuje wzrost długości kawałka metalu, określa się to jako naprężenie rozciągające.
Ale jeśli jest redukcja długości, jest to obciążenie ściskające.
Metalowe odkształcenia w materiałach plastycznych (giętych)
Niektóre metale (takie jak stal nierdzewna i wiele innych stopów) ustępują pod wpływem stresu . To pozwala im się zginać lub deformować bez zrywania. Inne metale, takie jak żeliwo, pękają i pękają szybko pod wpływem stresu. Jednak nawet stal nierdzewna w końcu osłabia się i pęka pod wystarczającym stresem.
Metale takie jak stal niskowęglowa wyginają się, a nie pękają pod wpływem stresu. Jednak przy pewnym poziomie stresu osiągają dobrze rozumianą "granicę plastyczności". Po osiągnięciu granicy plastyczności metal staje się "utwardzany przez zgniot". Oznacza to, że do odkształcenia metalu potrzeba więcej nacisku. Metal staje się mniej ciągliwy lub giętki. W pewnym sensie sprawia to, że metal jest trudniejszy. Ale podczas utwardzania odkształcalnego utrudnienie deformacji metalu powoduje, że metal staje się bardziej kruchy. Kruchego metalu może łatwo złamać, lub zawieść.
Metalowy szczep w kruchej materii
Niektóre metale są z natury kruchy, co oznacza, że są szczególnie podatne na pękanie. Kruche metale obejmują stale średnie i wysokie węgle. W przeciwieństwie do materiałów plastycznych metale te nie mają dobrze określonej granicy plastyczności. Zamiast tego, kiedy osiągną pewien poziom stresu, pękają.
Kruche metale zachowują się bardzo podobnie do innych kruchych materiałów, takich jak szkło, kamień i beton. Podobnie jak te materiały, są one silne pod pewnymi względami - ale ponieważ nie mogą się zginać ani rozciągać, nie są odpowiednie do pewnych zastosowań.
Pomiar odkształcenia metalu
Najczęstszą miarą odkształcenia w metalach jest szczep inżynierski. Odkształcenie inżynierskie można obliczyć jako zmianę długości podzieloną przez pierwotną długość. Na przykład, mówi się, że pręt tytanowy o rozmiarze 2,0 cala , który został rozciągnięty do 2,2 ", doznał odkształcenia rozciągającego wynoszącego 0,1 lub 10 procent.
Metalowe zmęczenie wynikające z Metal Strain
Kiedy metale ciągliwe są naprężone, deformują się. Jeśli naprężenie zostanie usunięte zanim metal osiągnie granicę plastyczności, metal powróci do poprzedniego kształtu. Choć wydaje się, że metal powrócił do swego pierwotnego stanu, małe wady pojawiły się na poziomie molekularnym.
Za każdym razem, gdy metal odkształca się, a następnie powraca do pierwotnego kształtu, powstają więcej błędów molekularnych. Po wielu odkształceniach istnieje tak wiele wad molekularnych, że metal pęka. Kiedy to nastąpi, opisuje się je jako "zmęczenie metalem". Metalowe zmęczenie jest nieodwracalne.
Metalowe zmęczenie jest szczególnie problematyczne w sytuacjach, w których metal jest naprężany w kółko.
Na przykład była to główna przyczyna awarii samolotu, zanim został on w pełni zrozumiany. Aby uniknąć zmęczenia metalu, ważne jest regularne badanie próbek metalu pod wpływem stresu za pomocą mikroskopu.