De eigenschappen van metalen materialen worden over het algemeen onderverdeeld in twee categorieën: verwerkingsprestaties en gebruiksprestaties. De zogenaamde verwerkingsprestaties hebben betrekking op de prestaties van metalen materialen onder specifieke koude en warme verwerkingsomstandigheden tijdens het productieproces van mechanische onderdelen. De kwaliteit van de verwerkingsprestaties van metalen materialen bepaalt hun geschiktheid voor verwerking en vorming tijdens het productieproces. Vanwege de verschillende verwerkingsomstandigheden zijn ook de vereiste verwerkingseigenschappen verschillend, zoals gietprestaties, lasbaarheid, smeedbaarheid, warmtebehandelingsprestaties, verwerkbaarheid bij snijden, enzovoort. De zogenaamde gebruiksprestaties hebben betrekking op de prestaties van metalen materialen onder de gebruiksomstandigheden van mechanische onderdelen, waaronder mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, enzovoort. De gebruiksprestaties van metalen materialen bepalen hun toepassingsgebied en levensduur.
In de machinebouw worden mechanische onderdelen doorgaans gebruikt bij normale temperaturen, normale drukken en in niet-sterk corrosieve omgevingen. Tijdens gebruik worden deze onderdelen blootgesteld aan verschillende belastingen. Het vermogen van metalen om schade onder belasting te weerstaan, wordt mechanische eigenschap genoemd. De mechanische eigenschappen van metalen vormen de basis voor het ontwerp en de materiaalkeuze van onderdelen. Afhankelijk van de aard van de toegepaste belasting (zoals trek, druk, torsie, stoot, cyclische belasting, enz.) zijn de vereiste mechanische eigenschappen voor metalen materialen verschillend. Veelgebruikte mechanische eigenschappen zijn onder andere: sterkte, plasticiteit, hardheid, taaiheid, weerstand tegen meerdere stoten en vermoeiingsgrens. Elke mechanische eigenschap wordt hieronder afzonderlijk besproken.
1. Kracht
Sterkte verwijst naar het vermogen van een metaal om schade (overmatige plastische vervorming of breuk) onder statische belasting te weerstaan. Omdat de belasting optreedt in de vorm van trek, druk, buiging, afschuiving, enz., wordt de sterkte ook onderverdeeld in treksterkte, druksterkte, buigsterkte, schuifsterkte, enz. Er bestaat vaak een bepaalde relatie tussen de verschillende sterktes. In de praktijk wordt treksterkte over het algemeen gebruikt als de meest basale sterkte-index.
2. Plasticiteit
Plasticiteit verwijst naar het vermogen van een metaal om onder belasting plastische vervorming (permanente vervorming) te ondergaan zonder te breken.
3. Hardheid
Hardheid is een maat voor hoe hard of zacht een metaal is. De meest gebruikte methode voor het meten van hardheid in de industrie is momenteel de indruktest. Hierbij wordt een indrukstift met een bepaalde geometrische vorm onder een bepaalde belasting in het oppervlak van het te testen metaal gedrukt. De hardheidswaarde wordt vervolgens gemeten aan de hand van de mate van indruk.
Veelgebruikte methoden zijn onder andere de Brinell-hardheid (HB), de Rockwell-hardheid (HRA, HRB, HRC) en de Vickers-hardheid (HV).
4. Vermoeidheid
De eerder besproken sterkte, plasticiteit en hardheid zijn allemaal indicatoren voor de mechanische prestaties van metaal onder statische belasting. In werkelijkheid worden veel machineonderdelen onder cyclische belasting gebruikt, waardoor vermoeiing in de onderdelen optreedt.
5. Slagvastheid
De belasting die met een zeer hoge snelheid op een machineonderdeel inwerkt, wordt stootbelasting genoemd, en het vermogen van metaal om schade onder stootbelasting te weerstaan, wordt stootvastheid genoemd.
Geplaatst op: 06-04-2024
