Forskel mellem styrke og sejhed af materialer
Styrke
Styrke er den stress, som et ikke -knækket metal kan modstå, før det deformeres eller går i stykker under en enkelt påført belastning. Det er et mål for et materiales evne til at modstå brud, når den udsættes for trækkræfter.
Sejhed
Hårdhed er den mængde energi, der kræves, før et revnet materiale går i stykker. Jo hårdere materialet er, jo mere energi kræves for at få revnen til at forplantes til brud. For en given legering betyder lavere brudsejhed lavere duktilitet. For eksempel har glas meget lav sejhed og er derfor meget sprødt.
Effekt af belastning på brud
For en komponent med en revne i en given længde, når brudhårdhed falder, falder komponentens evne til at modstå belastning, før de bryder, også falder. Omvendt, for en given belastning, når brudhårdhed øges, er komponenten i stand til at tolerere længere revner uden at bryde. Som vist på figuren nedenfor for en given legering, når trækstyrken øges, falder dens sejhed. Derfor, når både høj sejhed og høj styrke er påkrævet, er det normalt nødvendigt at skifte til en anden legering, der opfylder begge krav.
Overvej styrke og sejhed i valg af materiale
Designere har ofte en tendens til at bruge materialer med den højest mulige styrke for at gøre det muligt for dem at minimere tværsnitsarealet for en komponent. Dette kan imidlertid utilsigtet føre til brug af materialer, der ikke er hårde nok til at modstå brud, hvis der dannes små revner under fremstilling eller under brug. Træthedsstress er en mulig årsag til dannelse af revner.
Der forventes normalt revnedannelse i komponenter udsat for træthedsbetingelser. I disse tilfælde skal brudhårdhed være kendt for at bestemme, hvor længe komponenten kan fortsætte med at blive brugt, før revnen forplantes til det punkt, hvor hele tværsnittet ikke kan understøtte belastningen og komponenten går i stykker. Dette gælder for rumfartskomponenter og trykbeholdere, såsom kedler.
For strukturelle komponenter, der er udsat for træthedsbetingelser, skal designere fokusere på både styrke og sejhed. Styrken skal være stor nok til at lade materialet modstå den påførte belastning uden deformation. Hårdhed skal være tilstrækkelig til at lade metallet modstå dannelsen af trætheds revner uden katastrofal svigt.
