金属の機械的特性には、可塑性、脆性、展性、硬度、延性、弾性、靭性、剛性があります。これらすべての特性は金属ごとに異なる可能性があり、機械的挙動の観点からそれらを区別および分類することができます。
これらの特性は、金属が力または荷重を受けたときに測定されます。機械エンジニアは、金属に加えられた力に応じて、金属の機械的特性の各値を計算します。
同様に、材料科学者は、機械的特性を確立するために、さまざまな金属をさまざまな条件下で常に実験しています。
金属の実験のおかげで、それらの機械的特性を定義することが可能になりました。金属に適用されるタイプ、サイズ、および強度に応じて、それによって得られる結果は異なることに注意することが重要です。
これが、同じ力を加えたときに異なる金属によって得られた結果を比較できるようにするために、科学者が実験手順のパラメータを統一したいと思った理由です。
金属の主な機械的性質
1-可塑性
これは、弾性とは完全に反対の金属の機械的特性です。塑性とは、金属が応力を受けた後に与えられた形状を保持する能力として定義されます。
金属は通常非常に可塑性が高いため、変形すると新しい形状を簡単に保持できます。
2-もろさ
脆性は、金属が応力にさらされると金属が壊れやすくなることを示すため、靭性とはまったく逆の特性です。
多くの場合、金属は互いに合金化されて、それらの脆性係数を低減し、さらに負荷に耐えることができます。
脆性は、金属の機械的強度試験中の疲労としても定義されます。
このようにして、金属は壊れる前に数回同じ応力にさらされ、その脆性に決定的な結果を与えることができます。
3-順応性
可鍛性とは、これが金属の構造の破損を表すことなく、金属を丸める必要があることを示します。
多くの金属または金属合金は、展性係数が高く、これは、展性の高いアルミニウム、またはステンレス鋼の場合です。
4-硬度
硬度は、研磨剤に対する金属の耐性として定義されます。これは、金属が引っかかれたり、体が貫通したりすることに対する抵抗です。
ほとんどの金属は、硬度を上げるために合金化するためにある程度の割合を必要とします。これは金の場合に当てはまり、青銅と混ぜる場合ほど単独では難しくありません。
歴史的に、硬度は経験的な尺度で測定され、ある金属が別の金属を引っ掻いたり、ダイヤモンドの衝撃に耐えたりする能力によって決定されました。
現在、金属の硬度は、ロックウェル、ビッカース、ブリネルなどの標準的な手順で測定されています。
これらのテストはすべて、調査中の金属に損傷を与えることなく決定的な結果を出すことを目指しています。
5-延性
延性は、金属が壊れる前に変形する能力です。その意味では、もろさとは正反対の機械的性質です。
延性は、最大伸びのパーセンテージまたは面積の最大減少として指定できます。
材料がどれだけ延性があるかを説明する基本的な方法は、ワイヤーまたはワイヤーに変換されるその能力によるかもしれません。延性の高い金属は銅です。
6-弾力性
弾性とは、金属が外力を受けた後にその形状を回復する能力として定義されます。
一般に、金属はそれほど弾性ではありません。このため、金属が回復することのない、へこみやバンプの痕跡があるのが一般的です。
金属が弾性である場合、それは、それを変形させるエネルギーを弾性的に吸収することができるので、弾性であるとも言える。
7-粘り強さ
靭性は、材料が壊れることなく外力の印加に抵抗する能力を示すため、脆性と平行した概念です。
金属とそれらの合金は一般に丈夫です。これは鋼の場合であり、その靭性により、破壊を引き起こさずに高負荷に耐えることを必要とする建設用途に適しています。
金属の靭性は、さまざまなスケールで測定できます。一部のテストでは、軽い衝撃や衝撃など、比較的少量の力が金属に加えられます。他の場合には、より大きな力が加えられることが一般的です。
いずれの場合でも、金属の靭性係数は、応力が加えられた後、いかなる種類の破壊も生じない程度に与えられます。
8-剛性
剛性は金属の機械的特性です。これは、金属に外力が加えられたときに起こり、金属を支えるために内力を発生させる必要があります。この内力は「ストレス」と呼ばれます。
このように、剛性は、応力が存在するときの変形に抵抗する金属の能力です。
9-プロパティの変動性
金属の機械的特性のテストでは、常に同じ結果が得られるとは限りません。これは、テスト中に使用される機器、手順、またはオペレーターのタイプが変更される可能性があるためです。
ただし、これらすべてのパラメーターが制御されている場合でも、金属の機械的特性の結果のばらつきには小さなマージンがあります。
これは、多くの場合、金属の製造または抽出プロセスが常に均一であるとは限らないためです。したがって、金属の特性を測定したときの結果は変わる可能性があります。
これらの違いを緩和するために、同じ材料で同じ機械的抵抗テストを数回実行することをお勧めしますが、ランダムに選択した異なるサンプルで実行します。
参考文献
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