Vad är Metal Strain och Metal Fatigue?

Alla metaller deformeras (sträck eller komprimeras) när de stressas, i större eller mindre grad. Denna deformation är ett synligt tecken på metallstammen.

Vid metallurgi kan stammen definieras som deformation av en metall på grund av stress. Med andra ord är det ett mått på hur mycket en metall har sträckts eller komprimerats jämfört med sin ursprungliga längd. Om det finns en ökning i längden på en metallplåt på grund av stress, kallas detta för draghållfasthet.

Men om det finns en minskning i längd är detta kompressionsstammen.

Metallstam i duktila (vridbara) material

Vissa metaller (som rostfritt stål och många andra legeringar) ger under stress. Detta gör det möjligt för dem att böja eller deformera utan att bryta. Andra metaller, såsom gjutjärn, fraktur och bryts snabbt under stress. Även rostfritt stål försämras äntligen och brister under tillräckligt stress.

Metaller som lågkolvstål böj istället för att bryta under stress. På en viss nivå av stress når de emellertid en väl förstådd "utbytespunkt". En de når utbytespunkten, metall blir "stam härdad". Detta innebär att mer stress krävs för att deformera metallen ytterligare. Metallen blir mindre duktil eller böjbar. På ett sätt gör det metallet hårdare. Men medan töjningshärdning gör det svårare för metallen att deformeras, gör det också metallet sprödare. Bräcklig metall kan bryta, eller misslyckas, ganska enkelt.

Metallstam i spröda material

Vissa metaller är egentligen spröda, vilket innebär att de är särskilt utsatta för sprickbildning. Spridda metaller inkluderar medelstora och höga kolstål. Till skillnad från duktila material har dessa metaller inte en väldefinierad avkastningspunkt. I stället när de når en viss stressnivå bryts de.

Sköra metaller beter sig mycket som andra spröda material som glas, sten och betong. Liksom dessa material är de starka på vissa sätt - men eftersom de inte kan böja eller sträcka, är de inte lämpliga för vissa användningsområden.

Mätning av metallstam

Den vanligaste måtten på belastning i metaller kallas teknikstam. Teknisk belastning kan beräknas som längdförändringen dividerad med originallängden. Till exempel har en 2, 0 "titanstång som sträckts till 2. 2" ha upplevt en dragspänning på 0,1 eller 10 procent.

Metalltrötthet som härrör från metallstammen

När duktila metaller stressas deformeras de. Om spänningen avlägsnas innan metallen når sin utbytespunkt, återgår metallen till sin tidigare form. Medan metallen tycks ha återgått till sitt ursprungliga tillstånd har dock små fel faktiskt uppträtt på molekylär nivå.

Varje gång metallet deformeras och sedan återgår till sin ursprungliga form uppstår fler molekylära fel.Efter många deformationer finns det så många molekylfel som metallens sprickor. När detta inträffar beskrivs det som "metallutmattning". Metallutmattning är irreversibel.

Metallmattning är särskilt problematisk i situationer där metall stressas om och om igen.

Till exempel var det en viktig orsak till flygplansfel innan det förstods fullt ut. För att undvika metallutmattning är det viktigt att regelbundet undersöka prov av metall under stress med ett mikroskop.