9 A FÉMEK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI - KÉMIA - 2026

A fémek mechanikai tulajdonságai közé tartozik a plaszticitás, törékenység, alakíthatóság, keménység, rugalmasság, rugalmasság, szilárdság és merevség. Mindezek a tulajdonságok fémenként változhatnak, lehetővé téve a megkülönböztetést és osztályozást a mechanikai viselkedés szempontjából.

Ezeket a tulajdonságokat akkor mérik, amikor egy fém erő vagy terhelésnek van kitéve. A gépészmérnökök a rájuk kifejtett erőktől függően kiszámítják a fémek mechanikai tulajdonságainak minden értékét.

Hasonlóképpen, az anyagtudósok folyamatosan kísérleteznek különböző fémekkel több körülmények között annak mechanikai tulajdonságainak megállapítása érdekében.

A fémekkel végzett kísérleteknek köszönhetően meghatározható volt azok mechanikai tulajdonságai. Fontos megjegyezni, hogy a fém típusától, méretétől és szilárdságától függően az fémből kapott eredmények változnak.

Ezért a tudósok akarták a kísérleti eljárások paramétereit egységesíteni, hogy összehasonlíthassák a különböző fémek eredményeit, amikor ugyanazon erőket alkalmazzák.

A fémek főbb mechanikai tulajdonságai

1- Plaszticitás

A fémek mechanikai tulajdonságai teljesen ellentétesek a rugalmassággal. A plaszticitást úgy definiálják, mint a fémek azon képességét, hogy megtartják az alakját, amelyet stressznek való kitettségük után kaptak.

A fémek általában rendkívül műanyagok, ezért deformálódásuk után megőrzik új alakjukat.

2- törékenység

A törékenység olyan tulajdonság, amely teljesen ellentétes a szilárdsággal, mivel azt jelzi, hogy a fém milyen könnyen törhető el, ha stressznek van kitéve.

Sok esetben a fémeket ötvözik egymással, hogy csökkentsék törékenységi együtthatójukat, és hogy jobban elviseljék a terheket.

A törékenységet a fémek mechanikai szilárdsági vizsgálata során fáradtságnak is tekintik.

Ily módon egy fém többször ugyanolyan feszültségnek van kitéve, mielőtt megtöri és meggyőző eredményt ad annak törékenységére.

3 - Képesség

A alakíthatóság arra utal, hogy egy fém milyen könnyen hengerelendő, anélkül, hogy ez szerkezetének megszakadását jelentené.

Számos fémeknek vagy fémötvözeteknek nagy a alakíthatósági együtthatója, ez vonatkozik az erősen megmunkálható alumíniumra vagy a rozsdamentes acélra.

4- keménység

A keménységet úgy kell meghatározni, mint egy fém koptatóanyagokkal szembeni ellenálló képességét. Ez bármilyen fém ellenállása a karcolásoknak vagy egy test behatolásának.

A legtöbb fémek megkövetelik bizonyos százalék ötvözést keménységük növelése érdekében. Ez az eset áll fenn az arany esetében, amely önmagában nem lesz olyan nehéz, mint bronzkeveréssel.

A keménységet a történelem során empirikus skálán mértük, amelyet az egyik fém képes megkarcolni egy másikkal, vagy ellenállni egy gyémánt ütésének.

Ma a fémek keménységét szabványosított eljárásokkal, például Rockwell, Vickers vagy Brinell teszttel mérik.

Mindezek a tesztek meggyőző eredményekre törekszenek a vizsgált fém károsítása nélkül.

5- Rugalmasság

A rugalmasság a fém azon képessége, hogy deformálódjon, mielőtt törne. Ebben az értelemben ez egy olyan mechanikai tulajdonság, amely teljesen ellentétes a törékenységgel.

A rugalmasság megadható a maximális nyúlás százalékában vagy a terület maximális csökkenésének százalékában.

Az anyag rugalmasságának megmagyarázásának elemi módja az lehet, hogy drótra vagy drótra alakul át. Egy erősen elasztikus fém a réz.

6- Rugalmasság

A rugalmasság úgy határozható meg, mint egy fém azon képessége, hogy külső erő hatására visszanyerje alakját.

Általában a fémek nem túl rugalmasak, ezért gyakori, hogy horpadások vagy dudornyomok vannak, amelyektől soha nem fognak helyreállni.

Ha egy fém elasztikus, azt is mondhatjuk, hogy rugalmas, mivel képes rugalmasan elnyelni azt az energiát, amely miatt deformálódik.

7- Érzékenység

A keménység a törékenységgel párhuzamos fogalom, mivel azt jelöli az anyag azon képességét, hogy törés nélkül ellenálljon egy külső erő alkalmazásának.

A fémek és ötvözeteik általában kemények. Ez vonatkozik az acélra, amelynek szilárdsága lehetővé teszi, hogy alkalmas legyen olyan építési alkalmazásokhoz, amelyeknek nagy terheléseknek kell ellenállniuk, anélkül, hogy repedezettek lennének.

A fémek szilárdsága különféle skálán mérhető. Egyes tesztekben viszonylag kis erőt alkalmaznak egy fémre, például könnyű ütések vagy ütések. Más esetekben általában nagyobb erőket kell alkalmazni.

A fém szilárdsági együtthatóját mindenesetre annyiban kell megadni, hogy feszültségnek kitéve nem jelent semmiféle repedést.

8- Merevség

A merevség a fémek mechanikai tulajdonsága. Ez akkor fordul elő, amikor egy külső erőt alkalmaznak egy fémre, és belső erőt kell kifejlesztenie annak támogatására. Ezt a belső erőt stressznek nevezzük.

Ilyen módon a merevség a fém azon képessége, hogy ellenálljon a deformációnak stressz jelenléte alatt.

9 - A tulajdonságok változékonysága

A fémek mechanikai tulajdonságainak tesztelése nem mindig adja ugyanazt az eredményt, ennek oka a tesztek során használt berendezés, eljárás vagy operátor típusának lehetséges változása.

Ugyanakkor, még ha ezeket a paramétereket is ellenőrizzük, csekély mozgástér van a fémek mechanikai tulajdonságainak eredményei között.

Ennek oka az a tény, hogy a fémek gyártási vagy extrahálási folyamata sokszor nem mindig homogén. Ezért a fémek tulajdonságainak mérésekor az eredmények megváltozhatnak.

Ezeknek a különbségeknek a csökkentése érdekében javasolt ugyanannak a mechanikai ellenállásnak a vizsgálata többször ugyanazon az anyagon, de véletlenszerűen kiválasztott különféle mintákon.

Irodalom

1. 6. fejezet A fémek mechanikai tulajdonságai. (2004). Vissza a fémek mechanikai tulajdonságai közül: virginia.edu.
2. Guru, W. (2017). Weld Guru. A (z) útmutató a fémek mechanikai tulajdonságaihoz című útmutatóból: weldguru.com.
3. Kailas, SV (sf). 4. fejezet A fémek mechanikai tulajdonságai. Anyagtudománytól szerezhető be: nptel.ac.in.
4. Materia, T. (2002. augusztus). Összes anyag. A fémek mechanikai tulajdonságaiból szerezhető be: totalmateria.com.
5. Team, M. (2014. március 2.). ME Mechanikus. A fémek mechanikai tulajdonságaiból szerezhető be: me-mechanicalengineering.com.