En legering är en blandning av två eller flera metaller. Det finns många olika typer av legeringar, till exempel de som baseras på magnesium, kalium, aluminium, järn, silver, guld, tenn och bly. Genom att blanda metaller får man ofta ett material som är starkare, mer formbart och mer korrosionsbeständigt än de rena metallerna var för sig.
Legeringars mekaniska egenskaper omfattar bland annat draghållfasthet, sträckgräns, brottgräns, förlängning, skjuvhållfasthet, hårdhet, slagtålighet, utmattningsgräns och trycksträckgräns. Här går vi igenom vad varje begrepp betyder och vilka typiska värden olika legeringar uppvisar.
Den maximala spänning som ett legeringsmaterial kan uthärda utan att gå sönder kallas draghållfasthet. Den mäts i kraft per ytenhet, vanligtvis i megapascal (MPa).
Sträckgränsen är den minsta spänning som krävs för att skapa en permanent deformation. Icke-järnhaltiga metaller har ofta ingen tydlig sträckpunkt, vilket exempelvis gäller magnesiumlegeringar. För en magnesiumlegering definieras i stället sträckgränsen som den spänning där spännings-töjningskurvan avviker 0,2 procent från offsetpunkten.
Brottgränsen är den högsta spänning som legeringen klarar innan den slutligen bryts.
Några exempel på typiska värden:
När legeringen utsätts för spänning kallas den relativa längdökningen som uppstår för förlängning. Består legeringen av ett duktilt, alltså formbart, material blir dess förmåga att töjas större. Den procentuella förlängningen är därför ett direkt mått på legeringens duktilitet. Aluminiumlegeringen 6061-T6 har exempelvis en förlängning på 10 procent, medan rött mässing (en kopparlegering) når hela 35 procent.
Skjuvhållfastheten är den maximala spänning som legeringen kan uthärda när en skjuvkraft verkar på materialet – det vill säga utan att det utsätts för dragning eller kompression. En aluminiumlegering har en skjuvhållfasthet på cirka 83 MPa, medan en magnesiumlegering ligger på ungefär 140 MPa.
Hårdhet är ett mått på materialets motstånd mot ytlig nötning, repor och slitage. Legeringar framställs ofta just för att bli mindre spröda, hårdare och mer korrosionsbeständiga än de rena metallerna. De legeringar som uppvisar högst duktilitet och seghet är järnlegeringar, vilka kombineras med högre halter kol.
Slagtåligheten anger hur stor stöt eller hur mycket slagenergi som krävs för att legeringen ska gå sönder. Egenskapen är särskilt viktig i applikationer där materialet utsätts för plötsliga stötar eller dynamiska laster.
Utmattningsgränsen är den maximala spänning som legeringen kan uthärda under upprepade belastningscykler utan att drabbas av funktionsfel eller utmattningsbrott. Materialets utmattningsbeteende är avgörande för komponenter som utsätts för växlande laster över tid, exempelvis fjädrar, axlar och flygplansdelar.
Tycksträckgränsen, även kallad kompressiv sträckgräns, är den maximala spänning som legeringen kan uthärda när den utsätts för kompression. Denna egenskap är central vid dimensionering av konstruktioner som bärs upp av tryck, exempelvis pelare och stödkonstruktioner.
Sammanfattningsvis ger kunskapen om dessa mekaniska egenskaper en solid grund för att välja rätt legering till rätt ändamål – oavsett om det handlar om byggkonstruktioner, fordonsindustrin eller precisionskomponenter.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online