예가 있는 재료의 모든 14가지 기계적 특성

재료의 기계적 성질은 무엇입니까?

재료의 기계적 특성 하중이라고 하는 외부 힘의 작용에 따른 재료의 거동을 정의합니다. 이는 사용 중인 재료의 강도와 지속적인 특성의 척도이며 도구, 기계 및 구조 설계에서 매우 중요합니다.

기계적 특성은 구조에 민감합니다. 결정 구조와 결합 과정, 특히 결정 자체 또는 결정립계에 존재하는 불완전한 성질과 거동에 의존한다는 의미에서.

가장 중요하고 유용한 재료의 기계적 특성 독자들이 주어진 디자인에 적합한 재료를 빠르고 현명하게 선택할 수 있도록 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.

1. 힘

강도 재료의 시험 및 파괴 능력은 외부 하중의 작용에 따른 것입니다. 강하게 자료 더 큰 로드 견딜 수 있습니다. 따라서 이는 파손 없이 대기 응력에 대한 재료의 능력을 결정합니다. 하중의 종류에 따라 강도가 다르기 때문입니다. 인장, 압축, 전단 또는 비틀림 강도를 취소할 수 있습니다.

모든 재료가 파괴되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력을 궁극적인 강도라고 합니다. . 재료의 경향은 장력의 궁극적인 강도입니다.

2. 탄력성

탄력성 변형으로 인한 재료의 기계적 특성 적용된 부하로 인한사라짐 하중 제거 시 . 즉, 재료의 탄성은 응력이나 하중이 제거되면 변형 후 원래의 위치로 되돌아오는 힘입니다. 탄성은 재료의 인장 특성입니다.

• 비례 제한 :- 재료가 응력에 대해 완벽하게 균일한 변형률을 유지하는 최대 응력입니다. 이 값은 측정하기 어렵지만 정밀기기, 스프링 등과 같은 중요한 응용 분야에 사용됩니다.
• 탄력적 한계 :- 대부분의 재료는 영구 고정하지 않고 비례 한계보다 약간 높게 응력을 받을 수 있습니다. 재료가 영구적인 변형 없이 견딜 수 있는 가장 큰 응력을 탄성 한계라고 합니다. . 따라서 탄성 한계를 넘어서는 재료의 원래 형태와 영구적인 변화가 발생합니다.
• 항복점 :- 특정 응력에서 연성 재료는 특히 인장력에 대한 저항을 제공하지 않습니다. 이 점을 항복점이라고 합니다. 일부 재료는 확실한 항복점을 나타냅니다. , 이 경우 항복 응력 또는 항복 강도는 단순히 이 지점에서의 응력입니다. 연강 이것의 예입니다.
• 증거 스트레스 :- 대부분의 연성 재료는 일반적으로 증거 응력으로 알려진 점진적인 항복과 항복 응력의 또 다른 측정을 나타냅니다. 증거 응력 재료가 소량의 세트 이상을 사용하지 않고 견딜 수 있는 응력의 양으로 정의되며 일반적인 측정값은 0.1 또는 0.2 %입니다. 원래 게이지 길이의 .

3. 강성

탄성 변형 또는 편향에 대한 재료의 저항을 강성이라고 합니다. 또는 강성 . 하중 하에서 약간의 변형을 겪는 재료는 높은 정도의 강성 또는 강성을 갖습니다. 예를 들어 강철과 알루미늄의 매달린 빔은 모두 필요한 하중을 지탱할 만큼 충분히 강할 수 있지만 알루미늄은 "처져 "또는 편향 더 나아가. 즉, 강철 빔은 더 단단합니다. 또는 알루미늄 빔보다 더 단단합니다.

자료가 후크의 법칙을 따르는 경우 즉, 선형 응력-변형률 관계를 가지며 강성은 영률 E로 측정됩니다. . 영률 값이 높을수록 재료가 더 단단해집니다.

인장 및 압축 응력에서는 강성 계수라고 합니다. 또는 "탄성계수 "; 전단에서 강성 계수 , 그리고 이것은 일반적으로 일반적으로 사용되는 재료에 대한 영률 값의 40%입니다. 체적 왜곡에서 벌크 모듈러스

유연성이라는 용어는 때때로 강성의 반대말로 사용됩니다. 그러나 유연성은 일반적으로 굴곡 또는 굽힘과 관련이 있습니다. 또한 플라스틱 범위에서 굽힘의 사용을 의미할 수 있습니다.

4. 가소성

가소성 재료의 특성은 어느 정도 영구적 변형을 겪을 수 있는 능력입니다. 실패의 파열 없이. 탄성 범위를 초과한 후에만 소성 변형이 발생합니다.

가소성은 성형, 성형, 압출 및 기타 여러 열간 또는 냉간 가공 공정에서 중요합니다. 점토, 납과 같은 재료. 등은 실온에서 플라스틱이고 강철은 밝은 열에서 플라스틱입니다. 일반적으로 가소성은 온도가 증가함에 따라 증가합니다.

5. 연성

연성 가는 와이어로 끌어낼 수 있는 재료의 기계적 특성 중 하나입니다. . 연강은 연성 재료입니다. 연신율과 인장 면적의 감소는 연성의 경험적 측정으로 자주 사용됩니다.

6. 가단성(재료의 기계적 특성)

가단성 재료의 특징은 열간 또는 냉간 가공에 의해 균열 없이 얇은 시트로 평평해지는 능력입니다. 알루미늄, 구리, 주석, 납, 강철 등은 가단성 금속입니다.

일부 재료는 가단성과 연성이 있을 수 있습니다. 리드 예를 들어, 쉽게 말려서 얇은 판으로 만들 수 있지만 와이어로 끌어당길 수는 없습니다. 연성과 가단성은 종종 같은 의미로 사용되지만 연성은 인장 품질로 생각되고 가단성은 압축 품질로 간주됩니다.

연성 및 가단성이라는 단어는 거의 작업성과 동의어입니다. 또는 성형성 이는 소성 변형과 분명히 관련이 있습니다.

7. 회복력

탄력성은 재료의 기계적 특성입니다. 용량 이 있는 에너지 손실을 흡수하는 재료 부하 제거시. 부하가 제거되면 저장된 에너지는 정확히 문자열로 제공됩니다.

최대 에너지 탄성 한계의 몸체에 저장할 수 있는 것을 proof resilience라고 합니다. , 및 단위 부피당 증거 복원력 탄력률이라고 합니다. . 즉, 탄성 계수는 ​​재료의 단위 부피를 비례 한계까지 응력을 가하는 데 필요한 에너지의 양으로 정의됩니다. 수량은 충격과 진동을 마모시키는 재료의 용량을 제공합니다.

8. 인성

인성 실제 파손이나 파손이 일어나기 전에 재료가 흡수할 수 있는 에너지의 양을 측정한 것입니다. 예를 들어, 하중이 갑자기 연강 조각에 가해진 다음 유리 조각에 가해지면 연강은 고장이 발생하기 전에 훨씬 더 많은 에너지를 흡수합니다. 따라서 연강은 유리보다 훨씬 더 단단하다고 합니다.

재료의 인성은 소성 및 탄성 변형을 모두 견디는 능력입니다. 따라서 매우 바람직한 품질입니다. 충격과 진동을 견뎌야 하는 구조 및 기계 부품용. 망간강, 연철, 연강 등은 질긴 재료입니다.

재료가 흡수하는 일 또는 에너지를 인성 계수라고 합니다. 인성은 충격 강도와 관련이 있습니다. 즉, 충격 하중에 대한 저항을 의미합니다.

9. 경도(재료의 기계적 성질)

경도 강도와 밀접한 관련이 있는 기본 속성입니다. 경도는 일반적으로 긁힘, 마모, 절단, 움푹 들어간 곳 또는 침투에 저항하는 재료의 능력으로 정의됩니다. 금속의 경도는 금속의 경화성과 직접적인 관련이 없습니다.

재료의 경도를 결정하기 위해 많은 방법이 현재 사용되고 있습니다. 그들은 브리넬, 록웰, 비커스입니다. .

10. 경화성

경화성 경도 를 나타냅니다. 경화 과정에 의해 금속, 특히 강철에 부여될 수 있는 것. 담금질에 의해 유도된 경도의 깊이와 분포를 결정합니다. . 금속의 경화성은 Jominy 테스트에 의해 결정됩니다. 금속 중심에서 금속 경계면까지의 금속 경도를 측정합니다. Jominy 테스트(ISO 642:1999)에는 강철(직경 25mm, 길이 100mm)에서 시편을 오스테나이트화 로 가열하는 작업이 포함됩니다. 제어되고 표준화된 물 분사로 한쪽 끝에서 온도 및 담금질. 구조 전체에 걸쳐 경화될 수 있는 금속은 더 높은 경화능을 갖는다고 합니다.

11. 취성(재료의 기계적 성질)

취성 재료의 성질은 영구적인 변형이 거의 없이 부서지는 성질입니다. 많은 변형이 일어나기 전에 부서지거나 실패하는 재료가 많이 있습니다.

이러한 재료는 유리, 주철과 같이 부서지기 쉽습니다. 따라서 비연성 재료를 취성 재료라고 합니다.

일반적으로 취성 재료의 인장 강도는 전체 강도의 일부에 불과합니다.

12. 가공성

가공성 이는 재료의 본질적인 기계적 특성이 아니라 다양한 윤활 조건에서 다양한 속도로 작동하는 다양한 절단 장치와 공작물 사이의 복잡한 상호 작용의 결과입니다. 결과적으로 가공성은 경험적으로 측정되며 결과는 유사한 조건에서만 적용됩니다.

그러나 간단히 말해서 다양한 가공 작업에서 금속을 쉽게 제거할 수 있다는 것입니다. 좋은 가공성은 가공에서 만족스러운 결과를 의미합니다.

금속의 가공성은 가공성 지수인 백분율로 표시됩니다. . 모든 기계 금속은 기본 표준과 비교됩니다. 100% 가공성 등급에 사용되는 표준 금속은 쾌삭강입니다. 가공성 지수 탄소강은 일반적으로 40~60%, 주철은 50~80%입니다.

13. 크립

크리프는 재료의 기계적 특성입니다. 느리고 점진적인 변형 일정한 응력을 받는 재료의 시간을 크리프라고 합니다. . 크리프 변형의 가장 간단한 유형은 점성 흐름입니다. .

온도에 따라 탄성 한계 이하에서도 응력이 가해지며 일부 영구 변형이 발생합니다. 가장 일반적으로 응력 하에서 발생하는 시간 종속 변형으로 정의됩니다. 금속은 일반적으로 최고 온도에서 크리프를 나타내는 반면 플라스틱, 고무 및 이와 유사한 비정질 재료는 크리프에 매우 온도에 민감합니다.

3단계가 있습니다. 크리프의. 첫 번째 재료에서 재료는 빠르게 늘어나지만 감소하는 속도로 늘어납니다. 두 번째 단계에서는 연신율이 일정합니다. 3단계에서는 재료가 파손될 때까지 연신율이 급격히 증가합니다. 일정한 온도에서 지정된 변형률에 대한 응력을 크리프 강도라고 합니다.

14. 피로(재료의 기계적 성질)

피로 수천 또는 수백만의 주기적인 하중을 받을 때 재료의 특성이 재료의 거동을 결정합니다. 각 사이클에서 발생하는 최대 응력이 재료의 탄성 범위 내에 있는 애플리케이션. 이러한 조건에서 특정 수의 부하 적용 후에 장애가 발생하거나 재료가 무기한 계속 서비스를 제공할 수 있습니다. 많은 경우에 구성 요소는 지정된 로딩 주기에서 특정 서비스 기간을 제공하도록 설계됩니다. 고속 항공기 및 터빈 엔진의 많은 구성 요소가 이러한 유형입니다.

따라서 이들은 모두 다른 재료의 기계적 특성이었습니다. 이는 요구 사항에 따라 어떤 유형의 자료를 선택해야 하는지에 대한 통찰력을 얻는 데 도움이 됩니다.