Málmstyrkur vísar til getu málmefna til að standast aflögun og skemmdir þegar þau verða fyrir utanaðkomandi kröftum. Það er einn af mikilvægum vísbendingum til að mæla vélrænni eiginleika málmefna.
Skilgreining og flokkun málmstyrks
Málmstyrk má skipta í margar tegundir í samræmi við mismunandi form ytri krafts.
Togstyrkur (togstyrkur):
Vísar til hámarks togkrafts sem málmefni þolir í togprófun, það er hámarks álagsgildi sem sýnishornið nær í togferlinu þar til það brotnar. Togstyrkur er hámarksburðargeta málmefnis við truflanir togskilyrða.
Þrýstistyrkur:
Vísar til hámarksgetu málmefnis til að standast skemmdir undir þrýstingi. Svipað og togstyrk, en stefna kraftsins er gagnstæð.
Sveigjanleiki:
Vísar til getu málmefnis til að standast skemmdir þegar það verður fyrir beygjukrafti. Það endurspeglar vélræna eiginleika efnisins undir beygjuálagi.
Skúfstyrkur:
vísar til hámarksgetu málmefnis til að standast klippaskemmdir við klippikraft. Skúfkraftur er kraftur sem er hornrétt á yfirborð efnisins sem veldur hlutfallslegu skriði inni í efninu.
Þreytustyrkur:
vísar til hámarksálags sem málmefni þolir án þess að brotna innan tiltekins fjölda lota (svo sem 10^7 sinnum) þegar það verður fyrir víxlálagi (eða skiptiálagi). Þreytustyrkur er mikilvægur frammistöðuvísir fyrir efni undir álagi til skiptis.
Snúningsstyrkur og hörku
Að auki eru aðrir styrkleikavísar eins og snúningsstyrkur og hörku, sem eru notaðir til að einkenna vélræna eiginleika málmefna við mismunandi álagsaðstæður.
Þættir sem hafa áhrif á styrk málms
Kristalbygging málmsins:kornastærð, kristalstefna og eiginleikar kornamarkanna hafa áhrif á styrk málmsins. Því minni sem kornastærðin er og því fleiri kornamörk, því meiri er styrkur málmefnisins venjulega.
Blönduefni:Hægt er að breyta styrk málmefna verulega með því að bæta við málmblöndur. Málmblöndur geta breytt kristalbyggingu, kornastærð og kornamörkum málmsins og haft þannig áhrif á styrk efnisins.
Kaldavinnsla og hitameðferð:Köldvinnsla (eins og kaldvalsing, köld teikning osfrv.) getur bætt styrk málmefna verulega vegna þess að köldvinnsla getur leitt til liðfæringa og takmarkað vöxt korna. Hitameðferð (eins og glæðing, slökkva osfrv.) getur stillt styrk málmefna með því að breyta kristalbyggingunni.
Hitastig:Hitastig hefur veruleg áhrif á styrk málmefna. Við háan hita minnkar styrkur málma yfirleitt vegna þess að kristalbyggingin verður óstöðug. Hins vegar, við lágt hitastig, geta sumir málmar sýnt framúrskarandi styrk, sem kallast lághitastyrkjandi áhrif.
Kornamörk og gallar:Kornamörk eru snertifletir milli aðliggjandi korna, þar sem óreglur eru í röðun atóma. Kornamörk geta hindrað hreyfingu tilfærslna og þar með aukið styrk efna.
Að auki geta gallar (eins og innfellingar, tómar osfrv.) einnig dregið úr styrk málmefna.
Prófunaraðferðir fyrir málmstyrk
Togpróf:Málmsýnishornið er strekkt á vélrænni prófunarvél þar til það brotnar og gögn um kraft og aflögun sýnisins eru skráð til að fá streitu-þynningarferil. Hægt er að reikna út mýktarstuðul, álagsstyrk, togstyrk og aðrar breytur málmsins út frá þessum ferli.
Athugið:
Niðurstöður málmtogprófunar eru venjulega gefnar upp með togkúrfu, sem lýsir sambandinu milli álags og aflögunar sýnisins meðan á togferlinu stendur. Togkúrfunni má skipta í teygjanlegt stig, ávöxtunarstig, styrkingarstig og háls- og brotstig.
Teygjanlegt stig:Á fyrstu stigum teygjunnar fer sýnið í teygjanlega aflögun, það er að segja þegar ytri krafturinn er fjarlægður getur sýnið farið aftur í upprunalegt ástand. Teygjustuðull efnisins er hægt að mæla á þessu stigi.
Afrakstursstig:Þegar sýnið nær uppskerumarkinu byrjar plastaflögun að eiga sér stað, það er að aflögunin er óafturkræf. Flutningsmarkið er mikilvægur grunnur til að meta uppskeruþol efnisins.
Styrkingarstig:Eftir ávöxtunarstigið fer sýnið í styrkingarstigið, togstyrkur efnisins eykst smám saman og plastaflögunin heldur áfram að þróast.
Háls- og brotastig:Þegar sýnið nær togstyrksmörkum kemur fram veruleg staðbundin rýrnun (hálsmál) og þá brotnar sýnið. Brot er lokaniðurstaða togprófsins og mikilvægur grunnur til að meta togeiginleika efnisins.
Niðurstöður málmtogprófsins eru venjulega gefnar upp með togkúrfu, sem lýsir álags-aflögunarsambandi sýnisins meðan á teygjuferlinu stendur. Togkúrfunni má skipta í teygjanlegt stig, ávöxtunarstig, styrkingarstig og háls- og brotstig.
