کتاب اصول متالورژی مکانیکی

 اصول متالورژی مکانیکی

متالورژی مکانیکی بخشی از متالورژی فیزیکی است که اساسا به رفتار فلزات تحت نیرو یا بار می‌پردازد. نیرو ممکن است ناشی از بکار بردن فلز به عنوان عضو یا بخشی از سازه و یا ماشین ناشی شود که در اینصورت لازم است محدودهٔ نیرویی که فلز می‌تواند بدون شکست تحمل کند را بدانیم. متالورژی مکانیکی مبحثی نیست که بتوان آن را به طور دقیق از مباحث دیگر جدا کرد. این مبحث مخلوطی از علوم و رویکردهای مختلف به مسئلهٔ «درک پاسخ فلزات به نیرو» است.

خواص مکانیکی شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسیته و چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزشی خواصی هستند که تعیین کنندهٔ رفتار مواد در برابر نیروهای وارده هستند. این خواص پیش از آنکه یک قطعه مورد استفاده قرار گیرد، بایستی به طور کامل بررسی شوند. چنانچه قطعه مورد نظر در جایی بکار رود که تحت تنش‌های مکانیکی باشد، به ترتیب در تنش‌های دورهای و در درجه حرارت‌های بالا در دو مورد اخیر، مورد بررسی قرار می‌گیرند. پس از بررسی اصول متالورژی مکانیکی قطعه از طریق انجام آزمایش‌های مربوطه و بدست‌آمدن نتایج، مناسب بودن قطعه برای کاربرد مورد نظر مشخص می‌گردد. چنانچه خواص مکانیکی قطعه‌ای با شکل و ترکیب مشخص مطابق با مقادیر مطلوب نباشد، به کمک تغییر در ترکیب ماده و به روشهای مختلفی مانند مکانیزم‌های استحکام‌دهی می‌توان به مقدار مطلوب دست پیدا نمود. خزش تغییر فرم دائم با گذشت زمان در یک ماده که تحت تنش یا نیروی ثابت قرار دارد، می باشد و این امر در دمای بالا (بیش از دمای تبلور مجدد) اهمیت بیشتری دارد. برای تعیین منحنی خزش مهندسی یک فلز، نیروی ثابتی را به یک نمونه کششی در دمای ثابت اعمال می کنند و کرنش نمونه بر حسب تابعی از زمان تعیین می گردد. چقرمگی: به مقاومت مواد در برابر شکست در اثر اعمال تنش چقرمگی گفته می شود. چقرمگی سطح زیر نمودار تنش – کرنش می باشد و به صورت انرژی جذب می شود، در نتیجه ماده ای که دارای چقرمگی بیشتر باشد برای شکست نیاز یه انرژی بیشتری دارد.تعیین ارتباط بین رفتار مکانیکی و ساختار (که با استفاده از میکروسکوپ و پراش اشعه ایکس شناسایی می‌شود) وظیفهٔ اصلی متالورژی مکانیکی است. هنگامی که رفتار مکانیکی مواد با توجه به ساختار آن قابل پیش‌بینی باشد، بطور کلی می‌توان خواص مکانیکی را بهبود بخشید یا حداقل آن را کنترل کرد.