La resistència de l'acer és un atribut complex, que inclou diverses propietats mecàniques que en conjunt determinen la resistència del material a forces i tensions externes. Entendre'l requereix avaluar una sèrie de factors, des de la resistència a la tracció/el rendiment/el tall/la compressió fins a les condicions ambientals.
Què és la resistència de l'acer?
La resistència de l'acer és una frase general que no es pot quantificar amb precisió. Es defineix millor de la següent manera i inclou una sèrie de propietats mecàniques diferents de l'acer:
Resistència de l'acerés la culminació de tots els comportaments mecànics que donen lloc a una resistència global a les tensions, pressions i energies de l'entorn abans que es produeixi una ruptura o una deformació irreversible.
Per obtenir més informació sobre propietats mecàniques, visiteu la nostra Introducció aPropietats mecàniques dels metalls.
Tipus de resistència mecànica d'acer
Fonamentalment, la resistència de l'acer es pot dividir en quatre mètriques diferents, cadascuna de les quals és el punt de ruptura de l'acer sota la força o la tensió específica aplicada a ell. Per crear una observació col·lectiva, cadascuna de les quatre formes de força s'ha de veure per separat i conjuntament entre si.
Resistència a la tracció: Capacitat de l'acer per resistir-se a ser desmuntat (també coneguda com a resistència a la tracció màxima).
Esforç de tracció:Estira materials en direccions oposades.
Resistència de rendiment:Punt en què el comportament elàstic d'un metall dóna pas a la deformació plàstica.
Elasticitat:Capacitat d'un material per recuperar la seva forma original després d'experimentar una força de deformació.
Deformació plàstica:Punt de deformació permanent (però no trencament).
Resistència al tall:Capacitat de l'acer per resistir-se a trencar-se o tallar-se al llarg dels seus plans.
Tensió de cisalla:Força que prové de direccions laterals, mitjanes o oposades, actuant només sobre una secció del metall, que podria tallar-la o trencar-la.
Resistència a la compressió: Capacitat de l'acer per resistir-se a ser comprimit, comprimit o reduït de mida (no tan rellevant a l'hora d'avaluar els elements de fixació d'acer).
Estrès de compressió:Força que uneix l'acer per escurçar-lo i estendre'l en direcció lateral.
Tots aquests punts forts tindran un impacte els uns sobre els altres. La resistència a la tracció influeix en el rendiment i la resistència al tall, la resistència a la compressió influeix en la resistència a la fluència, etc. És fonamental evitar avaluar-los al buit. Com que la majoria de les altres mètriques es deriven de la resistència a la tracció, en última instància, és avantatjós començar per aquí.
Altres propietats mecàniques que influeixen en la força
Un metall pot ser fort sense ser molt dur si es tenen en compte la seva resistència a la tracció, el rendiment, el tall i la compressió. Aquí és on la resistència de l'acer es veu afectada per la seva duresa i ductilitat.
Duresa
La relació entre duresa i força és complexa, sobretot perquè mesuren coses semblants:
Forçamesura la resistència a forces i tensions exteriors.
Duresamesura la capacitat de resistir la deformació plàstica.
El mateix concepte s'està provant a través d'una àmplia gamma de proves de duresa: quanta potència es necessita per pressionar un objecte en un material i deixar un sagnat durador? Sembla que la resistència d'un metall a una força externa augmenta amb la seva duresa, la qual cosa significa la seva força. En realitat, una major duresa tendeix a correlacionar-se amb una major resistència a la tracció i el rendiment.
L'acer, però, ha de suportar forces addicionals, com ara esquerdes. Un acer extremadament dur pot arribar a ser tan trencadís que es trenca fàcilment, marcant el llindar en què la resistència ja no és un avantatge. De fet, massa duresa pot debilitar l'acer.
Ductilitat
Aquesta també és una relació difícil de quantificar, així que començarem amb una definició:
Ductilitat:Mesura de la capacitat d'un metall de patir una deformació plàstica sense trencar-se.
La ductilitat es mesura mitjançant dues proves:
Elongació:Mesura fins a quin punt s'estén un material abans de trencar-se. La prova marca dos punts sobre el material abans d'estirar-lo. Un cop s'estira fins al seu punt de ruptura, es tornen a mesurar els punts i es calcula l'allargament per les dues distàncies.
Reducció de superfície:Mesura quant es redueix l'àrea des del punt de partida fins al punt de ruptura. Les proves mesuren el diàmetre del material abans d'estirar i després de trencar-se i calcula la diferència.
Una manera de veure la baixa resistència a la tracció i el rendiment de l'acer dúctil és veure el poc que resisteix la deformació plàstica. Però com que és difícil trencar alguna cosa que es doblegui fàcilment, probablement tingui una resistència a tall menor. Tanmateix, una vegada que s'ha deformat, és flexible i resisteix el trencament.
Mecanització
La mecanització és el grau en què un material es pot tallar amb poc o cap esclat o deteriorament de la qualitat de la superfície. Un material de mecanització deficient necessitaria més força i probablement provocarà danys, mentre que un material d'alta mecanització es pot tallar de manera senzilla i amb poca resistència.
La reducció de la resistència a la tracció s'associa normalment a una bona mecanització; compareu la dificultat de tallar massilla amb argila cuita. El vincle amb la resistència al tall és el mateix: un material es trenca fàcilment al llarg dels seus plans si es pot mecanitzar.
Duresa
La resistència a la tracció i la ductilitat són dues característiques que juntes formen la tenacitat. Un material es considera resistent si té les dues qualitats, és a dir, si només es pot doblegar quan està sotmès a una força important tot resistint la ruptura. Això és especialment beneficiós en els casos en què el metall està fatigat o danyat, ja que la ductilitat disminueix la velocitat a la qual es trenquen les petites fissures.
La resistència a la tracció, sens dubte, té un paper en la tenacitat. Els acers resistents també tenen una elevada resistència a la fluència perquè la tracció i la resistència a la fluència sovint cooperen. Un altre signe d'una alta resistència al tall seria la capacitat de suportar el trencament amb força.
La resistència de l'acer és un atribut complex que implica diverses propietats mecàniques que determinen la seva resistència a forces i tensions externes. És important entendre com funciona perquè pugueu avaluar el seu rendiment potencial a la vostra aplicació;Equip de suport d'enginyeria de Wenqit'ajuda a considerar diferents factors de resistència perquè puguis triar el material adequat per a les teves necessitats.
