Forståelse af legerings mekaniske egenskaber: Styrke, hårdhed og mere

Hvad er en legering?

En legering er en blanding af to eller flere metaller. Der findes forskellige slags legeringer, såsom legeringer af magnesium, kalium, aluminium, jern, sølv, guld, tin og bly. De mekaniske egenskaber af et legeringsmetal inkluderer trækstyrke, strækgrænse og ultimativ styrke, udstrækning, skærestyrke, hårdhed, slagmodstand, udholdenhedsgrænse og trykstrækgrænse.

Trækstyrke

Den maksimale spænding, et legeringsmetal kan udholde uden brud, kaldes trækstyrke. Den måles i kraft per enhedsareal. Den mindste spænding, der kræves for at skabe en irreversibel deformation, kaldes strækgrænse. Ikke-jernholdige metaller har ikke et strækpunkt, som er tilfældet ved en magnesiumlegering. For en magnesiumlegering, hvis en spænding-strækning kurve tegnes, så defineres spændingen, hvor den afviger 0,2 % fra offsetpunktet, som strækgrænsen. Den højeste spænding, legeringen kan udholde, før den brister, kaldes den ultimative styrke. Strækgrænsen for titanlegering er 830 Pa (Pascal), og dens ultimative styrke er 900 Pa. Strækgrænsen for aluminiumlegering er 414 Pa, og dens ultimative styrke er 483 Pa. Strækgrænsen for højstyrke stållegering er 690 Pa, og dens ultimative styrke er 760 Pa.

Udstrækning

Når legeringen udsættes for spænding, kaldes den brøkdelvise længdeforlængelse for udstrækning. Hvis legeringen er lavet af et duktilt metal, så er dets strækningsevne større. Derfor er udstrækningsprocenten et mål for legeringens duktilitet. En 6061-T6 aluminiumlegering har en udstrækning på 10 %, mens rød messing (en kobberlegering) har en udstrækning på 35 %.

Skærestyrke

Den maksimale spænding, legeringen kan udholde, når en skærekraft påføres, dvs. uden strækning eller kompression, kaldes skærestyrke. Skærestyrken af en aluminiumlegering er 83 Pa, mens den for magnesiumlegering er ca. 140 Pa.

Hårdhed

Målet for den modstand, en legering viser over for overfladeslibning, kaldes dens hårdhed. Legeringer laves for at være mindre sprøde, hårdere og mere modstandsdygtige over for korrosion end det rene metal. De legeringer, der udviser den højere duktilitet og modstandskraft, er jernlegeringer, som kombineres med højere niveauer af kulstof.

Slagmodstand

Slagmodstand er et mål for mængden af slag, der kræves for brud af legeringen.

Udholdenhedsgrænse

Den maksimale spænding, legeringen kan udholde uden nogen fejl i sin funktion for en foruddefineret minimumsspænding, kaldes udholdenhedsgrænsen.

Trykstrækgrænse

Den maksimale spænding, legeringen kan udholde, når den udsættes for kompression, kaldes trykstrækgrænsen.