Wstęp do badań właściwości mechanicznych. Definicja, rodzaje, zastosowania

Metale należą do materiałów o wysokiej odporności na oddziaływania mechaniczne, stosuje się je więc do wykonywania maszyn, urządzeń, konstrukcji i instalacji przemysłowych. Ze względu na występujące obciążenia trzeba precyzyjnie dobierać zarówno typ stosowanego stopu, jak i rozmiary poszczególnych elementów, by zapewnić im właściwe parametry eksploatacyjne. O ile badania struktury wewnętrznej metalu oraz jego powierzchni są w stanie dostarczyć ważnych informacji na temat jego stanu, a także braku uszkodzeń i nieciągłości, o tyle badania wytrzymałościowe stali dają odpowiedź na pytanie o parametry najważniejsze ze względu na zgodność z założeniami projektu oraz obowiązującymi normami. Przekonajmy się, jaka jest specyfika badań niszczących oraz sprawdźmy, które cechy się podczas nich kontroluje.

Na czym polegają badania wytrzymałościowe?

Ustalenie właściwości materiałów oraz wytrzymałości połączeń spawanych pozwala na określenie ich najważniejszych cech z punktu widzenia późniejszej eksploatacji pod obciążeniami występującymi w poszczególnych zastosowaniach. Badania niszczące polegają na fizycznym oddziaływaniu na próbkę materiału określonymi siłami. Najważniejsze badania niszczące to próba rozciągania, zginania, łamania, udarności i twardości. W niektórych przypadkach przeprowadza się także badanie zachowania próbki podczas ściskania, sprawdza reakcję na ścinanie, kontroluje mechanikę pękania i przeprowadza badania zmęczeniowe.

Jakie są rodzaje badań wytrzymałościowych?

Statyczna próba rozciągania polega na rozciąganiu próbki, do momentu aż zostanie ona rozerwana, a ustalone wielkości oddziaływań pozwalają na określenie wydłużenia, przewężenia, granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie.  Statyczna próba zginania daje odpowiedź na pytanie o plastyczność materiału, a w przypadku spawów również wykonanej spoiny. Przeprowadza się badanie zginania bocznego i wzdłużnego, co pozwala na stwierdzenie zachowania w zależności od kierunku oddziałujących sił. Przy próbie udarności ocenia się odporność materiału na kruche pękanie w temperaturze otoczenia lub odpowiednio podwyższonej albo obniżonej. Miarą udarności jest energia zużyta na złamanie próbki w stosunku do jej pola przekroju w miejscu zadziałania siły. Twardość materiału sprawdza się jedną z wybranych metod Vickersa, Brinella albo Rockwella, weryfikując wielkość odkształcenia pojawiającego się po zadziałaniu wgłębnika o ściśle określonym kształcie, wykonanego z materiału o znanej wysokiej twardości.