Efectele tulpinii de metal și oboseală

Toate metalele se deformează (se întind sau se comprimă) atunci când sunt stresate, într-o măsură mai mare sau mai mică. Această deformare este un semn vizibil al tulpinii de metal.

În metalurgie, tulpina poate fi definită ca fiind deformarea unui metal datorată stresului. Cu alte cuvinte, este o masura a cat de mult un metal a fost intins sau comprimat in comparatie cu lungimea sa originala. Dacă există o creștere a lungimii unei bucăți de metal datorată stresului, aceasta se numește tulpină de tracțiune. Dar dacă există o reducere a lungimii, aceasta este o presiune compresivă.

Materiale Ductile (Bendable)

Unele metale (cum ar fi oțelul inoxidabil și multe alte aliaje) produc sub stres. El le permite să se îndoaie sau să se deformeze fără a se rupe. Alte metale, cum ar fi fonta, fracturarea si rupe rapid sub stres. Chiar și oțelul inoxidabil, în cele din urmă, slăbește și se rupe sub stres suficient.

Metalele, cum ar fi oțelul cu conținut scăzut de carbon, se îndoaie mai degrabă decât ruperea sub stres. La un anumit nivel de stres, totuși, acestea ajung la un "punct de randament" bine înțeles. Odată ce ajung la punctul de randament, metalul devine "întărit." Aceasta înseamnă că mai mult efort este necesar pentru a deforma metalul mai departe. Metalul devine mai puțin ductil sau bendabil. Într-un sens, acest lucru face ca metalul să fie mai greu. Dar, în timp ce întărirea tensiunii face ca metalul să se deformeze, face metalul mai fragil. Metalul metalic se poate rupe, sau nu, destul de ușor.

Materiale abrazive

Unele metale sunt fragile intrinsec, ceea ce înseamnă că sunt deosebit de susceptibile de a fi rupte. Metalele fragile includ oțelurile cu conținut mediu și ridicat de carbon. Spre deosebire de materialele ductile, aceste metale nu au un punct de randament bine definit. În schimb, atunci când ating un anumit nivel de stres, se rupe.

Metalele bratare se comportă foarte mult ca și alte materiale fragile, cum ar fi sticla, piatra și betonul. Ca și aceste materiale, ele sunt puternice în anumite moduri - dar pentru că nu se pot îndoi sau întinde, ele nu sunt adecvate pentru anumite utilizări.

Măsurarea tensiunii metalice

Cea mai obișnuită măsură a tensiunii în metale este numită tulpină inginerie. Tulpina de inginerie poate fi calculată ca schimbarea lungimii împărțită la lungimea inițială. De exemplu, o bară de titan 2,0 "care a fost întinsă la 2,2" este considerată a avea o tulpină de întindere de 0,1 sau 10 procente.

Oboseala de metal rezultată din tulpina metalică

Atunci când metalele ductile sunt stresate, ele se deformează. Dacă tensiunea este îndepărtată înainte ca metalul să atingă punctul de randament, metalul revine la forma sa inițială. În timp ce metalul pare să fi revenit la starea inițială, totuși, au apărut mici defecte la nivel molecular.

De fiecare dată când metalul se deformează și apoi revine la forma originală, apar mai multe defecțiuni moleculare. După multe deformări, există atât de multe defecte moleculare, încât metalul se fisură. Când se întâmplă acest lucru, este descris ca "oboseală de metal". Oboseala metalică este ireversibilă.

Oboseala metalică este deosebit de problematică în situațiile în care metalul este stresat mereu și repetat. De exemplu, a fost o cauză majoră a eșecului aeronavei înainte de a fi pe deplin înțeles. Pentru a evita oboseala metalică, este important să examinați periodic eșantioane de metale folosind un microscop.