PROPRIETATI GENERALE ALE MATERIALELOR
Proprietatile reprezinta raspunsul materialelor la diferite solicitari din exterior cum ar fi solicitari mecanice, termice, chimice, la radiatii, etc.
Proprietatile sunt determinate de tipul de material (de compozitia chimica) si de structura, care sunt in stransa legatura cu modul de obtinere al acestora. Modificand compozitia chimica a unui material si/sau parametrii tehnologici de realizare a acestuia se modifica structura si implicit proprietatile produsului obtinut. Proprietatile pot fi sau nu uniforme in toata masa materialului. Daca materialul are aceeasi proprietate indiferent de directie se numeste material izotrop (cu proprietati izotrope), iar daca proprietatile materialului sunt diferite, dependente de directie , materialul este anizotrop (are proprietati anizotrope).
Termenul general de "proprietati" are un inteles diferit pentru fiecare inginer sau specialist care lucreaza cu materialele ingineresti. Inginerul mecanic este preocupat de rezistenta, duritatea, maleabilitatea, prelucrabilitatea metalelor si considera ca acestea sunt cele mai importante caracteristici. Inginerul electronist gandeste in termeni de conductivitate electrica, permabilitate magnetica sau alte caracteristici electromagnetice, considerandu - le pe acestea cele mai importante.
Inginerul chimist se concentreaza asupra caracteristicilor specifice, precum: forta electromotoare, rezistenta la oxidare, reactivitatea chimica. Aceste proprietati si multe altele sunt deci specifice metalelor si nu este posibil sa evidentiem pe unele ca fiind cele mai importante fara a asocia domeniul specific de utilizare al materialului respectiv.
Proprietatile materialelor pot fi clasificate la modul general in patru mari grupe: proprietati fizice, chimice, mecanice si tehnologice.
Proprietati fizice pot fi optice, termice, electrice, magnetice, acustice. Acestea depind atat de structura cat si de modul de procesare al materialului. Modificari minore ale compozitiei chimice pot afecta drastic conductivitatea electrica in cazul semiconductorilor, expunerea la temperaturi inalte poate reduce caracteristicile de refractaritate ale ceramicelor, iar mici cantitati de impuritati pot determina modificari de culoare in cazul sticlelor si polimerilor. S-a constatat ca particularitatile retelelor cristaline influenteaza anumite caracteristici mecanice precum ductilitatea, rezistenta la tractiune si soc.
Unele materiale ceramice si majoritatea polimerilor nu prezinta aranjamente atomice ordonate, fiind denumite amorfe. Comportarea acestora difera mult de cea a materialelor cristaline. De exemplu, polietilena amorfa este transparenta in timp ce polietilena cristalina este translucida. Structura cristalina nu este intotdeauna perfecta, la nivelul grupelor de atomi sau celule cristaline putand exista numeroase defecte.
Dintre proprietatile optice enumeram: culoarea, luciul metalic (in cazul metalelor), opacitatea, reflexia, etc. Temperatura (de fierbere, evaporare, sublimare, topire, solidificare, etc.), capacitatea calorica, conductibilitatea termica, coeficentul de dilatare termica, caldura (caldura latenta, caldura specifica, etc), refractaritatea (rezistenta la temperaturi inalte), conductibilitatea termica, etc. sunt unele din cele mai intalnite proprietati termice. Dintre proprietati electrice enumeram: conductivitatea electrica, rezistivitatea, constanta piezoelectrica, constanta dielectrica, etc. Cele mai intalnite proprietati magnetice sunt: magnetismul (proprietatea materialelor de a permite trecerea liniilor de camp magnetic) , hysterezisul magnetic, permeabilitatea magnetica. Dupa magnetism materialele se pot imparti in materiale paramgnetice, feromagnetice sau magnetice. Absortia acustica, viteza sunetului fac parte din proprietatile acustice.
Proprietatile chimice se refera, in special, la capacitatea materialului de a reactiona sau de a rezista atacului fata de medii corozive, oxidante, reactive. Exista o mare diveristate de proprietati chimice intalnite si studiate in special la disciplinele de chimie, dintre acestea, in vederea caracterizarii unui material intalnim: compozitia chimica, rezisitenta la agenti chimici (la coroziune), pH-ul, concentratia, reactivitatea, afinitate pentru oxigen, solubilitatea, potentialul de electrod, stabilitatea chimica, tensiunea superficiala, etc.
Proprietati mecanice ne arata modul in care materialele se comporta sub actiunea fortelor exterioare la care sunt supuse in vederea testarii in diferite etape ale procesului tehnologic, cat si pe timpul exploatarii. Acestea sunt: rezistenta la rupere, rezistenta la curgere, modul de elasticitate, densitatea, duritatea, plasticitatea/ductilitatea, rigiditatea, tenacitatea, fragilitatea, rezistenta la oboseala, etc.
Proprietatile mecanice ale materialelor
https://www.matweb.com/ de Alan Zehnder
Proprietatile tehnologice arata modul de comportare la diferite metode de prelucrare: prin deformare plastica (forjabilitatea), prin turnare (turnabilitatea), prin sudare (sudabilitatea), prin prelucrare mecanica (aschiabilitatea), prin tratament termic (calibilitatea), iradiere, etc.
Proprietatile materialelor pot fi o constanta sau pot fi dependente de una sau mai multe variabile independente, cum ar fi de exemplu de temperatura. Cum temperatura este parametrul principal ce implica modificarea structurii, proprietatile materialelor sunt clasificate si dupa dependenta sau independenta de structura materialui. In tabelul 2 sunt prezentate proprietatile dependente si independente de structura.
Tabelul 1.2- Proprietati dependente si independente de structura /Goras/
|
Proprietati |
Proprietati independente de structura |
Proprietati dependente de structura |
|
Mecanice |
Densitate Modulul de elasticitate E - longitudinal, daN/mm2 G - transversal, daN/mm2 ν - coeficient Poisson |
Limita de rupere, Rm Limita de curgere, Rp0,2 Aduranta limita Energia absorbita la ruperea prin soc, KV Duritatea (HV- Vickers, HB - Brinell, HRC, HRB - Rockwell cu penetrator con sau bila) Ductilitatea ( alungirea la rupere - A5 , δ si gatuirea la rupere - Z , ψ) Limita de elasticitate, RE Capacitatea de amortizare Rezistenta la fluaj Rezilienta (rezistenta la rupere prin soc) KCV, KCU Tenacitatea la rupere, KIC Temperatura de tranzitie, Tt |
|
Termice |
Dilatare termica Conductibilitate termica Temperatura de topire Caldura specifica Viteza de evaporare termica Proprietati termoelectrice Emisia termoionica | |
|
Electrice |
Rezistivitate Proprietati termoelectrice | |
|
Magnetice |
Proprietati paramagnetice Proprietati diamagnetice |
Proprietati feromagnetice Proprietati magnetostrictive |
|
Optice |
Putere de reflectare Culoarea | |
|
Nucleare |
Absortia radiatiilor |
Relatia structura - procesare - proprietati
Dupa cum am aratat in Cap. 1.2. structura materialului se poate analiza pe mai multe nivele de la cea viyibila cu ochiul liber, pana la cel mai fin nivel - atomic. Structura atomica si subatomica este caracteristica fiecarui tip de element. Numarul si aranjamentul electronilor in jurul nucleului atomic afecteaza semnificativ comportarea electrica, magnetica, termica, optica, putand adesea afecta rezistenta la coroziune.
Aranjamentul electronic influenteaza forta de legatura intre atomi si implicit rezistenta mecanica a materialului.
Metalele, anumite materiale ceramice si unii polimeri au structura cristalina. Orientarea grauntilor cristalini influenteaza proprietatile mecanice, un rol insemnat reprezentandu-l dimensiunea si forma acestora. Metalele sunt mult utilizate in constructii datorita rezistentei mecanice, tenacitatii si ductilitatii lor. Combinatia acestor proprietati nu se prea intalneste la materialele nemetalice. In plus, in metale se pot obtine caracteristici superioare prin aplicarea unor tratamente termice sau termo-mecanice.
Problema este si mai complicata in cazul materialelor care contin in structura diferite faze cu structuri si caracteristici diferite. Tipul, dimensiunea, distribuirea si cantitatea acestor faze in matricea de baza sunt elemente care modifica substantial caracteristicile ansamblului.
Caracteristicile metalului care nu depind de modificarile structurale se numesc constante de material si nu se modifica in timpul prelucrarii, indiferent de configuratia piesei. Caracteristicile dependente de structura depind de compozitia chimica si structura cristalografica dar si de detaliile microstructurale, care sunt afectate in diverse moduri de procesele de manufacturare si istoria termica a metalului
Chiar si dimensiunea corpului de proba poate fi o variabila importanta in determinarea acestora. De multe ori, epruvete realizate din acelasi metal sau aliaj dar cu dimensiuni diferite, prezinta caracteristici variabile mult diferite si caracteristici constante identice.
De aceea, valorile caracteristicilor variabile prescrise pentru un anumit metal sau aliaj se pot accepta cu rezerve, avand in vedere in permanenta conditiile de testare, dimensiunea epruvetelor si istoria termo - mecanica anterioara incercarii.
Directia de prelevare a epruvetei, longitudinala sau transversala pe directia de deformare plastica, influenteaza intr-o buna masura valorile determinate pentru ductilitate si rezistenta mecanica.
Caracteristicile fizice si de rezistenta la coroziune ale metalelor, considerate a fi constante de material, pot fi incorect utilizate cand este vorba de agregate multicristaline sau aliaje complexe. Metalele sunt, se stie, agregate policristaline in care fiecare faza sau constituent prezinta valori proprii ale unei anumite caracteristici, valoarea obtinuta la nivel global fiind o medie a caracteristicilor punctuale ale fiecarei faze sau constituent. Chiar atunci cand structura este alcatuita dintr-un singur tip de graunti (cazul metalului pur sau la aliaje aflate in solutie solida) proprietatile pot diferi de la un graunte la altul, comparativ cu un monocristal.
Monocristalul, care prezinta o structura uniforma, unidirectionata, fara limite de graunte, poseda caracteristici mult mai bune comparativ cu agregatele pluricristaline. Desi exista in prezent posibilitati tehnologice pentru obtinerea unor piese prin cresterea unui singur cristal, inca nu este posibila extinderea fabricatiei acestora, datorita costurilor de productie foarte mari.
Valorile proprietatilor determinate pe structuri monocristaline difera in functie de orientarea acestora, fiind in stransa corelatie cu axele de testare si planul cristalografic al retelei cristaline. Asadar, se manifesta diferente ale valorilor caracteristicilor masurate pe diferite directii (anizotropie).
Procesarea metalelor vizeaza obtinerea, in mod deliberat, a unui anumit grad de orientare preferentiala a microstructurii cu scopul maririi unor caracteristici pe o anumita directie (cazul sarmelor, tablelor, carligelor de macara etc). De aceea, atunci cand se solicita valori precise ale unor caracteristici trebuie sa se cunoasca nivelul de acuratete al determinarii. Pentru aceasta, inginerul trebuie sa se intrebe in permanenta cand variatia fata de media prescrisa a unui parametru, prezentat intr-un catalog de produse, poate fi semnificativa pentru o anumita aplicatie.
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
