9 Proprietà meccaniche dei metalli
Le proprietà meccaniche dei metalli includono plasticità, fragilità, malleabilità, durezza, duttilità, elasticità, tenacità e rigidità.
Tutte queste proprietà possono variare da un metallo all'altro, consentendo la loro differenziazione e classificazione dal punto di vista del comportamento meccanico.
Queste proprietà sono misurate quando un metallo è sottoposto a una forza oa un carico. Gli ingegneri meccanici calcolano ciascuno dei valori delle proprietà meccaniche dei metalli in base alle forze applicate a loro.
Allo stesso modo, gli scienziati dei materiali sperimentano costantemente diversi metalli in molteplici condizioni, al fine di stabilire le loro proprietà meccaniche.
Grazie alla sperimentazione con i metalli, è stato possibile definire le loro proprietà meccaniche. È importante sottolineare che, a seconda del tipo, della dimensione e della forza applicata a un metallo, i risultati generati variano.
Ecco perché, gli scienziati hanno voluto unificare i parametri delle procedure sperimentali, con l'obiettivo di essere in grado di confrontare i risultati lanciati da diversi metalli quando si applicano le stesse forze (Team, 2014).
9 principali proprietà meccaniche dei metalli
1- Plasticità
È la proprietà meccanica dei metalli completamente opposta all'elasticità. La plasticità è definita come la capacità dei metalli di mantenere la forma che è stata loro data dopo essere stati sottoposti a uno sforzo.
I metalli sono solitamente molto plastici, per questo motivo, una volta deformati, mantengono facilmente la loro nuova forma.
2- Fragilità
La fragilità è una proprietà completamente opposta alla tenacia, poiché denota la facilità con cui un metallo può essere rotto una volta sottoposto a uno sforzo.
In molti casi, i metalli sono legati l'un l'altro per ridurre il loro coefficiente di fragilità e per essere in grado di tollerare più carichi.
La fragilità viene anche definita come fatica durante le prove di resistenza meccanica dei metalli.
In questo modo, un metallo può essere sottoposto più volte allo stesso sforzo prima di rompere e gettare un risultato conclusivo sulla sua fragilità (Materia, 2002).
3- Malleability
La malleabilità si riferisce alla facilità di un metallo da laminare senza che ciò rappresenti una rottura della sua struttura.
Molti metalli o leghe metalliche hanno un alto coefficiente di malleabilità, questo è il caso dell'alluminio che è altamente malleabile o in acciaio inossidabile.
4- Durezza
La durezza è definita come la resistenza che un metallo si oppone agli agenti abrasivi. È la resistenza che ha qualsiasi metallo a essere graffiato o penetrato da un corpo.
La maggior parte dei metalli richiede di essere legati in una certa percentuale per aumentarne la durezza. Questo è il caso dell'oro, che di per sé non sarebbe difficile come quando è mescolato al bronzo.
Storicamente, la durezza è stata misurata su scala empirica, determinata dalla capacità di un metallo di graffiare un altro o di resistere all'impatto di un diamante.
Oggigiorno, la durezza dei metalli viene misurata con procedure standardizzate come il test Rockwell, Vickers o Brinell.
Tutti questi test cercano di produrre risultati conclusivi senza danneggiare il metallo studiato (Kailas, nd).
5- Duttilità
La duttilità è la capacità di un metallo di deformarsi prima di rompersi. In questo senso, è una proprietà meccanica completamente opposta alla fragilità.
La duttilità può essere indicata come percentuale di allungamento massimo o come massimo di riduzione dell'area.
Un modo elementare per spiegare quanto sia duttile un materiale, può essere dovuto alla sua capacità di essere trasformato in filo o filo. Un metallo altamente duttile è il rame (Guru, 2017).
6- Elasticità
L'elasticità che definisce la capacità di un metallo di recuperare la sua forma dopo essere stata sottoposta a una forza esterna.
In generale, i metalli non sono molto elastici, per questo motivo è comune che presentino ammaccature o tracce di colpi che non si riprenderanno mai.
Quando un metallo è elastico, può anche dirsi resiliente, poiché è in grado di assorbire l'energia elastica che causa una deformazione.
7- Tenacia
La tenacia è il concetto parallelo opposto alla fragilità, poiché denota la capacità di un materiale di resistere all'applicazione di una forza esterna senza rottura.
I metalli e le loro leghe sono generalmente tenaci. Questo è il caso dell'acciaio, la cui tenacità gli consente di essere adatto per applicazioni di costruzione che richiedono carichi elevati senza rottura.
La tenacia dei metalli può essere misurata su scale diverse. In alcuni test, quantità relativamente piccole di forza vengono applicate a un metallo, come impatti o urti leggeri. Altre volte, è comune applicare forze più grandi.
In ogni caso, il coefficiente di tenacità di un metallo sarà dato nella misura in cui non presenta alcun tipo di rottura dopo essere stato sottoposto a uno sforzo.
8- Rigidità
La rigidità è una proprietà meccanica dei metalli. Ciò avviene quando una forza esterna viene applicata a un metallo e deve sviluppare una forza interna per supportarla. Questa forza interna è chiamata "stress".
In questo modo, la rigidità è la capacità di un metallo di resistere alla deformazione durante la presenza di stress (Capitolo 6. Proprietà meccaniche dei metalli, 2004).
9- Variabilità delle proprietà
I test delle proprietà meccaniche dei metalli non sempre producono gli stessi risultati, ciò è dovuto a possibili cambiamenti nel tipo di apparecchiatura, procedura o operatore utilizzato durante i test.
Tuttavia, anche quando tutti questi parametri sono controllati, c'è un piccolo margine nella variazione dei risultati delle proprietà meccaniche dei metalli.
Questo perché molte volte il processo di produzione o di estrazione dei metalli non è sempre omogeneo.
Pertanto, i risultati nella misurazione delle proprietà dei metalli possono essere modificati.
Per attenuare queste differenze, si consiglia di eseguire lo stesso test di resistenza meccanica più volte sullo stesso materiale, ma su diversi campioni selezionati a caso.
