Különbség az anyagok erőssége és keménysége között
Erő
Az erősség az a stressz, hogy egy összetört fém képes ellenállni, mielőtt egy alkalmazott terhelés alatt deformálódik vagy megszakad. Ez az anyag azon képességének mérése, hogy ellenálljon a törésnek, ha húzóerőknek vannak kitéve.
Szívósság
A keménység az a mennyiség, amely a repedt anyag megszakadása előtt szükséges. Minél keményebb az anyag, annál több energiára van szükség ahhoz, hogy a repedés a törés terjedését okozhassa. Egy adott ötvözet esetében az alacsonyabb törési szilárdság alacsonyabb rugalmasságot jelent. Például az üvegnek nagyon alacsony a keménysége, és ezért nagyon törékeny.
A terhelés hatása a törésre
Egy adott hosszúságú repedéssel rendelkező komponens esetében, mivel a törés -szilárdság csökken, az alkatrész azon képessége, hogy ellenálljon a terhelésnek a törés előtt, szintén csökken. Ezzel szemben egy adott terhelés esetén, mivel a törési szilárdság növekszik, az összetevő képes a hosszabb repedések eltörése nélkül tolerálni. Amint az az alábbi ábrán látható, bármely adott ötvözet esetében, ahogy a szakítószilárdság növekszik, keménysége csökken. Ezért, ha mind magas szilárdságra, mind nagy szilárdságra van szükség, általában egy másik ötvözetre kell váltani, amely megfelel mindkét követelménynek.
Fontolja meg az erőt és a keménységet az anyagválasztásban
A tervezők gyakran hajlamosak a lehető legmagasabb szilárdságú anyagokat használni, hogy minimalizálják az alkatrészek keresztmetszeti területét. Ez azonban véletlenül olyan anyagok felhasználásához vezethet, amelyek nem elég kemények ahhoz, hogy ellenálljanak a törésnek, ha a gyártás során vagy a használat során kis repedések alakulnak ki. A fáradtsági stressz a repedés kialakulásának egyik lehetséges oka.
Általában várható a repedésképződés a fáradtsági körülményeknek kitett alkatrészeknél. Ezekben az esetekben a törés-szilárdságnak ismerni kell annak meghatározására, hogy az összetevő mennyi ideig is használható, mielőtt a repedés elterjedne olyan pontig, ahol a teljes keresztmetszet nem tudja támogatni a terhelést és az összetevő törését. Ez vonatkozik a repülőgép -alkatrészekre és a nyomás edényekre, például a kazánokra.
A fáradtsági feltételeknek kitett szerkezeti alkatrészek esetében a tervezőknek mind az erősségre, mind a keménységre kell összpontosítaniuk. Az erőnek elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy az anyag deformáció nélkül ellenálljon az alkalmazott terhelésnek. A keménységnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a fém katasztrofális kudarc nélkül ellenálljon a fáradtság repedéseinek képződésének.
