Propiedades mecánicas básicas dos materiais metálicos

As propiedades dos materiais metálicos divídense xeralmente en dúas categorías: rendemento do proceso e rendemento de uso. O chamado rendemento do proceso refírese ao rendemento dos materiais metálicos en condicións de procesamento en frío e en quente especificadas durante o proceso de fabricación de pezas mecánicas. A calidade do rendemento do proceso dos materiais metálicos determina a súa adaptabilidade ao procesamento e á conformación durante o proceso de fabricación. Debido ás diferentes condicións de procesamento, as propiedades do proceso requiridas tamén son diferentes, como o rendemento de fundición, a soldabilidade, a forxabilidade, o rendemento do tratamento térmico, a procesabilidade de corte, etc. O chamado rendemento refírese ao rendemento dos materiais metálicos nas condicións de uso das pezas mecánicas, que inclúe propiedades mecánicas, propiedades físicas, propiedades químicas, etc. O rendemento dos materiais metálicos determina o seu rango de uso e a súa vida útil.

Na industria de fabricación de maquinaria, as pezas mecánicas xerais utilízanse a temperaturas normais, presións normais e medios non fortemente corrosivos, e durante o uso, cada peza mecánica soportará cargas diferentes. A capacidade dos materiais metálicos para resistir danos baixo carga chámase propiedades mecánicas (ou propiedades mecánicas). As propiedades mecánicas dos materiais metálicos son a base principal para o deseño e a selección de materiais das pezas. Dependendo da natureza da carga aplicada (como tensión, compresión, torsión, impacto, carga cíclica, etc.), as propiedades mecánicas requiridas para os materiais metálicos tamén serán diferentes. As propiedades mecánicas comúns inclúen: resistencia, plasticidade, dureza, tenacidade, resistencia a impactos múltiples e límite de fatiga. Cada propiedade mecánica coméntase por separado a continuación.

1. Forza

A resistencia refírese á capacidade dun material metálico para resistir danos (deformación plástica excesiva ou fractura) baixo carga estática. Dado que a carga actúa en forma de tensión, compresión, flexión, cizallamento, etc., a resistencia tamén se divide en resistencia á tracción, resistencia á compresión, resistencia á flexión, resistencia ao cizallamento, etc. A miúdo existe unha certa relación entre as diversas resistencias. No uso, a resistencia á tracción úsase xeralmente como o índice de resistencia máis básico.

2. Plasticidade

A plasticidade refírese á capacidade dun material metálico para producir deformación plástica (deformación permanente) sen destrución baixo carga.

3. Dureza

A dureza é unha medida de como de duro ou brando é un material metálico. Na actualidade, o método máis empregado para medir a dureza na produción é o método de dureza por indentación, que emprega un indentador dunha determinada forma xeométrica para premer na superficie do material metálico que se está a probar baixo unha determinada carga, e o valor da dureza mídese en función do grao de indentación.
Os métodos máis empregados inclúen a dureza Brinell (HB), a dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC) e a dureza Vickers (HV).

4. Fatiga

A resistencia, a plasticidade e a dureza mencionadas anteriormente son indicadores do rendemento mecánico do metal baixo carga estática. De feito, moitas pezas de máquinas funcionan con cargas cíclicas e, nesas condicións, producirase fatiga nas pezas.

5. Resistencia ao impacto

A carga que actúa sobre a peza da máquina a unha velocidade moi alta chámase carga de impacto, e a capacidade do metal para resistir danos baixo unha carga de impacto chámase tenacidade ao impacto.