Co to jest granica plastyczności stali?

Granica plastyczności stali to wielkość naprężeń, jakie musi przejść kawałek stali, aby trwale i wymiernie odkształcić się. Granica plastyczności jest najczęściej definiowana jako punkt, w którym w stali wystąpiło mierzalne odchylenie 0.2. Granicę plastyczności stali można zwiększyć, stosując obróbkę cieplną lub mieszając inne materiały ze stalą w celu wytworzenia stopu stali. Inżynierowie muszą znać granicę plastyczności materiałów, z których korzystają, aby mieć pewność, że budowane przez nich konstrukcje wytrzymają wywierane na nie naprężenia.

Nie należy mylić plastyczności z wytrzymałością na rozciąganie. Wytrzymałość na rozciąganie to punkt, w którym naprężenia działające na metal spowodują jego pęknięcie lub pęknięcie. Natomiast granica plastyczności to punkt, w którym metal ulegnie odkształceniu plastycznemu. Mówi się, że materiał odkształcił się plastycznie, gdy zgina się pod naprężeniem i nie może powrócić do swojego pierwotnego kształtu po usunięciu naprężenia. Jeśli materiał jest w stanie powrócić do swojego pierwotnego kształtu, jest to znane jako odkształcenie sprężyste. Odkształcenie sprężyste może trwać przez pewien czas, zanim metal odkształci się plastycznie.

Granica plastyczności materiału jest określana w laboratorium za pomocą próby rozciągania. Najpierw naprężeniom poddaje się setki próbek materiału. Dla każdej próbki rejestrowany jest punkt, w którym następuje odkształcenie plastyczne. Pomiary są następnie uśredniane w celu określenia granicy plastyczności materiału mierzonej w funtach na cal kwadratowy (psi). Jeżeli materiał zostanie poddany większym naprężeniom po osiągnięciu granicy plastyczności, materiał wkrótce osiągnie punkt pęknięcia i pęknie.

Techniczną definicją stali jest żelazo, do którego dodano węgiel, aby utworzyć stop. Granica plastyczności stali i inne właściwości stali będą się różnić w zależności od procentu dodanego węgla. Dodanie innych materiałów, takich jak miedź, ołów i mangan, również może mieć wpływ na granicę plastyczności stali. Producenci wyrobów metalowych publikują statystyki dotyczące granicy plastyczności i innych cech określonych produktów.

Obróbka cieplna może również wpływać na granicę plastyczności stali. Celem obróbki cieplnej jest wzmocnienie lub zmiękczenie metalu. Ogrzewanie i chłodzenie metalu do określonych temperatur z kontrolowaną prędkością zmienia strukturę krystaliczną metalu. Struktura krystaliczna jest jednym z głównych czynników decydujących o wytrzymałości metalu.