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Liste von 14 verschiedenen mechanischen Eigenschaften von Materialien

Was sind Materialeigenschaften?

Die Eigenschaft eines Materials ist eine intensive Eigenschaft eines Materials, d. h. eine physikalische Eigenschaft, die nicht von der Menge des Materials abhängt. Diese quantitativen Eigenschaften können als Metrik verwendet werden, anhand derer die Vorteile eines Materials gegenüber einem anderen verglichen werden können, wodurch die Materialauswahl unterstützt wird.

Eine Eigenschaft kann eine Konstante oder eine Funktion einer oder mehrerer unabhängiger Variablen sein, wie z. B. der Temperatur. Materialeigenschaften variieren oft bis zu einem gewissen Grad je nach Richtung im Material, in der sie gemessen werden, ein Zustand, der als Anisotropie bezeichnet wird.

Materialeigenschaften, die sich auf verschiedene physikalische Phänomene beziehen, verhalten sich in einem gegebenen Betriebsbereich oft linear (oder ungefähr so). Sie als lineare Funktionen zu modellieren, kann die konstitutiven Differentialgleichungen, die zur Beschreibung der Eigenschaft verwendet werden, erheblich vereinfachen.

Gleichungen, die relevante Materialeigenschaften beschreiben, werden häufig verwendet, um die Eigenschaften eines Systems vorherzusagen.

Die Eigenschaften werden durch genormte Prüfverfahren gemessen. Viele solcher Methoden wurden von ihren jeweiligen Benutzergemeinschaften dokumentiert und über das Internet veröffentlicht; siehe ASTM International.

Liste der mechanischen Eigenschaften von Materialien

Eine Beschreibung einiger allgemeiner mechanischer und physikalischer Eigenschaften liefert Informationen, die Produktdesigner bei der Auswahl von Materialien für eine bestimmte Anwendung berücksichtigen könnten.

Erweiterung dieser Definitionen:

1. Leitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß für die Wärmemenge, die durch ein Material fließt. Sie wird in einem Grad pro Zeiteinheit, pro Querschnittsfläche, pro Längeneinheit gemessen. Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit können als Isolatoren verwendet werden, Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit können Wärmesenken sein.

Metalle, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wären Kandidaten für den Einsatz in Anwendungen wie Wärmetauschern oder Kühlsystemen. Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit können in Hochtemperaturanwendungen verwendet werden, aber Hochtemperaturkomponenten erfordern häufig eine hohe Wärmeleitfähigkeit, daher ist es wichtig, die Umgebung zu verstehen.

Die elektrische Leitfähigkeit ist ähnlich und misst die Elektrizitätsmenge, die durch ein Material mit bekanntem Querschnitt und bekannter Länge übertragen wird.

2. Korrosionsbeständigkeit

Korrosionsbeständigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, natürliche chemische oder elektrochemische Angriffe durch die Atmosphäre, Feuchtigkeit oder andere Mittel zu verhindern. Korrosion nimmt viele Formen an, einschließlich Lochfraß, galvanische Reaktion, Spannungskorrosion, Ablösung, Korngrenzenbildung und andere (von denen viele in anderen Newsletter-Ausgaben besprochen werden).

Die Korrosionsbeständigkeit kann als die maximale Tiefe in Mil ausgedrückt werden, bis zu der die Korrosion in einem Jahr eindringen würde; Es basiert auf einer linearen Extrapolation der Penetration, die während der Lebensdauer eines bestimmten Tests oder Dienstes auftritt.

Einige Materialien sind von Natur aus korrosionsbeständig, während andere von der Zugabe von Plattierungen oder Beschichtungen profitieren. Viele Metalle, die zu korrosionsbeständigen Familien gehören, sind davor nicht völlig sicher und unterliegen dennoch den spezifischen Umgebungsbedingungen, in denen sie eingesetzt werden.

3. Dichte

Die Dichte, oft ausgedrückt in Pfund pro Kubikzoll oder Gramm pro Kubikzentimeter usw., beschreibt die Masse der Legierung pro Volumeneinheit. Die Dichte der Legierung bestimmt, wie viel ein Bauteil einer bestimmten Größe wiegt.

Dieser Faktor ist wichtig in Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie, wo das Gewicht wichtig ist. Ingenieure, die nach Komponenten mit geringerem Gewicht suchen, suchen möglicherweise nach Legierungen mit geringerer Dichte, müssen dann jedoch das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht berücksichtigen.

Ein Material mit höherer Dichte wie Stahl könnte beispielsweise gewählt werden, wenn es eine höhere Festigkeit als ein Material mit niedrigerer Dichte bietet. Ein solches Teil könnte dünner gemacht werden, so dass weniger Material dazu beitragen könnte, die höhere Dichte zu kompensieren.

4. Duktilität/Formbarkeit

Duktilität ist die Fähigkeit eines Materials, sich plastisch zu verformen (d. h. zu dehnen), ohne zu brechen, und die neue Form beizubehalten, wenn die Belastung entfernt wird. Betrachten Sie es als die Fähigkeit, ein bestimmtes Metall zu einem Draht zu strecken.

Die Duktilität wird häufig unter Verwendung eines Zugtests als Prozentsatz der Dehnung oder der Verringerung der Querschnittsfläche der Probe vor dem Versagen gemessen. Ein Zugversuch kann auch verwendet werden, um den Elastizitätsmodul oder Elastizitätsmodul zu bestimmen, ein wichtiges Spannungs-Dehnungs-Verhältnis, das in vielen Konstruktionsberechnungen verwendet wird.

Die Tendenz eines Materials, unter Spannung zu reißen oder zu brechen, macht duktile Materialien geeignet für andere Metallbearbeitungsprozesse, einschließlich Walzen oder Ziehen. Bestimmte andere Prozesse wie Kaltumformen neigen dazu, ein Metall weniger dehnbar zu machen.

Formbarkeit, eine physikalische Eigenschaft, beschreibt die Fähigkeit eines Metalls, sich zu formen, ohne zu brechen. Druck oder Druckspannung wird verwendet, um das Material zu dünneren Blättern zu pressen oder zu rollen. Ein Material mit hoher Verformbarkeit hält höherem Druck stand, ohne zu brechen.

5. Elastizität, Steifigkeit

Elastizität beschreibt die Tendenz eines Materials, zu seiner ursprünglichen Größe und Form zurückzukehren, wenn eine verzerrende Kraft entfernt wird. Im Gegensatz zu Materialien, die Plastizität aufweisen (bei denen die Formänderung nicht umkehrbar ist), kehrt ein elastisches Material in seine vorherige Konfiguration zurück, wenn die Spannung entfernt wird.

Die Steifheit eines Metalls wird oft durch den Elastizitätsmodul gemessen, der das Verhältnis zwischen Spannung (der ausgeübten Kraft) und Dehnung (der resultierenden Verformung) vergleicht. Je höher der Modul – was bedeutet, dass eine größere Spannung zu einer proportional geringeren Verformung führt, desto steifer ist das Material.

Das Glas wäre ein Beispiel für ein steifes/hohes Modul-Material, während Gummi ein Material wäre, das eine geringe Steifigkeit/einen niedrigen Modul aufweist. Dies ist ein wichtiger Konstruktionsaspekt für Anwendungen, bei denen Steifigkeit unter Last erforderlich ist.

6. Bruchzähigkeit

Schlagfestigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, einem Stoß standzuhalten. Die Auswirkung eines Aufpralls auf eine Kollision, die in einem kurzen Zeitraum auftritt, ist typischerweise größer als die Auswirkung einer schwächeren Kraft, die über einen längeren Zeitraum ausgeübt wird.

Daher sollte die Stoßfestigkeit berücksichtigt werden, wenn die Anwendung ein erhöhtes Stoßrisiko beinhaltet. Bestimmte Metalle können unter statischer Belastung akzeptabel funktionieren, versagen jedoch unter dynamischer Belastung oder wenn sie einer Kollision ausgesetzt sind. Im Labor wird der Aufprall häufig durch einen üblichen Charpy-Test gemessen, bei dem ein gewichtetes Pendel auf eine Probe gegenüber einer bearbeiteten V-Kerbe trifft.

7. Härte

Härte ist definiert als die Fähigkeit eines Materials, dauerhaften Eindrücken (d. h. plastischer Verformung) zu widerstehen. Je härter das Material ist, desto besser widersteht es normalerweise Verschleiß oder Verformung. Der Begriff Härte bezieht sich daher auch auf die lokale Oberflächensteifigkeit eines Materials oder seine Kratz-, Abrieb- oder Schnittfestigkeit.

Die Härte wird mit Methoden wie Brinell, Rockwell und Vickers gemessen, die die Tiefe und Fläche der Vertiefung durch ein härteres Material messen, einschließlich einer Stahlkugel, eines Diamanten oder eines anderen Eindringkörpers.

8. Plastizität

Plastizität, das Gegenteil von Elastizität, beschreibt die Tendenz eines bestimmten festen Materials, seine neue Form bei Einwirkung von Umformkräften beizubehalten. Es ist die Qualität, die es ermöglicht, Materialien zu biegen oder in eine dauerhaft neue Form zu bringen. Materialien gehen an der Streckgrenze von elastischem Verhalten zu plastisch über.

9. Kraft – Ermüdung

Ermüdung kann bei wiederholten oder wechselnden Belastungen (z. B. Belastung oder Entlastung), deren Maximalwert kleiner als die Zugfestigkeit des Materials ist, zum Bruch führen. Höhere Spannungen beschleunigen die Zeit bis zum Versagen und umgekehrt, sodass eine Beziehung zwischen der Spannung und den Zyklen bis zum Versagen besteht.

Die Ermüdungsgrenze bezieht sich also auf die maximale Belastung, der das Metall (die Variable) in einer bestimmten Anzahl von Zyklen standhalten kann.

Umgekehrt hält das Ermüdungslebensdauermaß die Belastung fest und misst, wie viele Lastzyklen das Material aushalten kann, bevor es versagt. Die Ermüdungsfestigkeit ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Komponenten, die wiederholten Belastungsbedingungen ausgesetzt sind.

10. Stärke – Scherung

Die Scherfestigkeit ist bei Anwendungen wie Bolzen oder Trägern zu berücksichtigen, bei denen sowohl die Richtung als auch die Größe der Spannung wichtig sind. Scherung tritt auf, wenn gerichtete Kräfte dazu führen, dass die innere Struktur des Metalls auf körniger Ebene gegen sich selbst gleitet.

11. Stärke – Zugfestigkeit

Eines der gebräuchlichsten Metalleigenschaftsmaße ist die Zug- oder Höchstfestigkeit. Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die Belastung, der ein Metallabschnitt standhalten kann, bevor er bricht. In Labortests verlängert sich das Metall, kehrt aber durch den Bereich der elastischen Verformung in seine ursprüngliche Form zurück.

Wenn es den Punkt der bleibenden oder plastischen Verformung (gemessen als Streckgrenze) erreicht, behält es die längliche Form, selbst wenn die Belastung entfernt wird. Am Zugpunkt führt die Belastung dazu, dass das Metall schließlich bricht.

Diese Maßnahme hilft, zwischen spröden und duktilen Materialien zu unterscheiden. Die Zug- oder Zugfestigkeit wird in Newton pro Quadratmillimeter (Megapascal oder MPa) oder Pfund pro Quadratzoll gemessen.

12. Stärke – Ertrag

Ähnlich wie die Zugfestigkeit in Konzept und Maß beschreibt die Streckgrenze den Punkt, nach dem das Material unter Belastung nicht mehr in seine ursprüngliche Position oder Form zurückkehrt. Die Verformung bewegt sich von elastisch nach plastisch.

Konstruktionsberechnungen beinhalten die Streckgrenze, um die Grenzen der Maßhaltigkeit unter Last zu verstehen. Wie die Zugfestigkeit wird die Streckgrenze in Newton pro Quadratmillimeter (Megapascal oder MPa) oder Pfund pro Quadratzoll gemessen.

13. Zähigkeit

Gemessen mit dem Charpy-Schlagtest, ähnlich der Schlagfestigkeit, stellt die Zähigkeit die Fähigkeit eines Materials dar, Stöße zu absorbieren, ohne bei einer bestimmten Temperatur zu brechen. Da die Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen oft geringer ist, können Materialien spröder werden.

Charpy-Werte werden üblicherweise in Eisenlegierungen vorgeschrieben, wenn die Möglichkeit niedriger Temperaturen in der Anwendung besteht (z. B. Offshore-Ölplattformen, Ölpipelines usw.) oder wenn eine sofortige Belastung in Betracht gezogen wird (z. B. ballistische Eindämmung in Militär- oder Flugzeuganwendungen).

14. Verschleißfestigkeit

Die Verschleißfestigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, der Wirkung zu widerstehen, wenn zwei Materialien aneinander reiben. Dies kann viele Formen annehmen, einschließlich Adhäsion, Abrieb, Kratzer, Rillen, Abrieb und andere.

Wenn die Materialien unterschiedliche Härten haben, kann das weichere Metall zuerst die Auswirkungen zeigen, und das Management davon kann Teil des Designs sein. Selbst das Walzen kann aufgrund des Vorhandenseins von Fremdmaterialien Abrieb verursachen. Die Verschleißfestigkeit kann als Masseverlust bei einer bestimmten Anzahl von Abriebzyklen bei einer bestimmten Belastung gemessen werden.

Andere mechanische Eigenschaften

Akustische Eigenschaften

Atomeigenschaften

Chemische Eigenschaften

Elektrische Eigenschaften

Magnetische Eigenschaften

Herstellungseigenschaften

Optische Eigenschaften

Radiologische Eigenschaften

Thermische Eigenschaften

Häufig gestellte Fragen

Was sind die 7 Eigenschaften von Materialien?

Physikalische Eigenschaften von Materialien:

Welche Eigenschaften von Materialien werden anhand von Beispielen erklärt?

Physikalische Eigenschaften beziehen sich auf Eigenschaften, die beobachtet oder gemessen werden können, ohne die Zusammensetzung des Materials zu verändern. Beispiele sind Farbe, Härte und Geruch sowie Gefrier-, Schmelz- und Siedepunkte. Chemische Eigenschaften werden durch Beobachtung chemischer Reaktionen entdeckt.

Was sind die drei Eigenschaften von Materialien?

Die vier Materialeigenschaften sind Masse, Zähigkeit, Härte und Formbarkeit. Materialien kommen in der Natur entsprechend ihrer Kompaktheit vor. Materie wird in drei allgemeine Zustände eingeteilt, in denen sie vorhanden sind, sie sind fest, flüssig und gasförmig.

Was sind die 10 Eigenschaften von Materialien?

Eine Beschreibung einiger allgemeiner mechanischer und physikalischer Eigenschaften liefert Informationen, die Produktdesigner bei der Auswahl von Materialien für eine bestimmte Anwendung berücksichtigen könnten.

Was sind die 4 Arten von Materialien?

Materialien werden im Allgemeinen in vier Hauptgruppen unterteilt:Metalle, Polymere, Keramiken und Verbundwerkstoffe.

Welche Eigenschaft haben alle Materialien gemeinsam?

Gemeinsame mechanische Eigenschaften, die in einer Vielzahl von Materialien berücksichtigt werden, sind Steifigkeit, Zähigkeit, Festigkeit, Duktilität, Härte und Schlagfestigkeit. Die mechanischen Eigenschaften von Materialien sind nicht konstant; sie ändern sich ständig, wenn sie verschiedenen Bedingungen wie Hitze oder Belastungsgeschwindigkeit ausgesetzt sind.

Was sind die beiden Haupteigenschaften von Materialien?

Die wichtigen Materialeigenschaften sind:

Was ist eine Eigenschaft in Bezug auf Materialien?

In der Wissenschaft ist eine Eigenschaft alles, was ein Material oder eine Substanz beschreibt. Es ist eine Eigenschaft dieses Materials. Zum Beispiel wie hart das Material ist, seine Farbe oder seine Form. Elastizität ist eine Eigenschaft von Gummi; Mit anderen Worten:Gummi ist elastisch.

Was sind Materialien, klassifizieren Sie zwei Eigenschaften von Materialien?

Material ist die Materie, aus der ein Objekt besteht. Es ist ein relativ weit zu definierender Begriff. Sie werden nach ihren Eigenschaften klassifiziert. Sie haben Eigenschaften wie Härte, Festigkeit, Steifheit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität, Permeabilität und Magnetismus usw.

Was sind fünf Eigenschaften von Metallmaterialien?

Metalle sind glänzend, formbar, duktil, gute Wärme- und Stromleiter.

Was sind strukturelle Eigenschaften von Materialien?

Strukturmaterialien sind solche, die Lasten tragen. Die wichtigsten Materialeigenschaften in Bezug auf die Lagerbelastung sind:Elastizitätsmodul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Härte, Duktilität, Bruchzähigkeit, Ermüdung und Kriechfestigkeit.

Was weiß ich über Materialien?

Material ist ein Stoff oder Stoffgemisch, das einen Gegenstand darstellt. Materialien können reine oder unreine, lebende oder nicht lebende Materie sein. Materialien können nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften oder nach ihrem geologischen Ursprung oder ihrer biologischen Funktion klassifiziert werden.

Wie hängen die Eigenschaften von Materialien mit ihrer Verwendung zusammen?

Dass es einen Unterschied zwischen einem Objekt und dem/den Material(en) gibt, aus dem/denen es besteht. Dass unterschiedliche Materialien unterschiedliche Eigenschaften haben. Dass die Eigenschaften eines Materials seine Eignung für eine bestimmte Verwendung bestimmen. Die Definitionen von Schlüsseleigenschaften, z.B. Saugfähigkeit und Flexibilität.

Welche Eigenschaften hat das Sortieren von Materialien in Gruppen?

Objekte werden nach Eigenschaften wie Glanz, Härte/Weichheit, Transparenz, Löslichkeit, Schwimmfähigkeit, Magnetanziehung, Wärmeleitung und Elektrizitätsleitung gruppiert. Materialien können auf der Grundlage ihres Glanzes/Glanzes in glänzend und nicht glänzend gruppiert werden.

Was sind die fünf grundlegenden Eigenschaften, die wir als Material klassifizieren?

Die fünf Eigenschaften, auf deren Grundlage wir Materialien klassifizieren können, sind:

Wie klassifizieren Sie die Materialien anhand ihrer Eigenschaften?

Feste Materialien wurden praktischerweise in drei grundlegende Klassifikationen gruppiert:Metalle, Keramiken und Polymere. Dieses Schema basiert hauptsächlich auf dem chemischen Aufbau und der atomaren Struktur, und die meisten Materialien fallen in die eine oder andere bestimmte Gruppe, obwohl es einige Zwischenprodukte gibt.

Was sind funktionelle Eigenschaften von Materialien?

Funktionsmaterialien sind solche, die wünschenswerte elektronische, magnetische, optische und piezoelektrische Eigenschaften für Anwendungen wie Energiegewinnung und -speicherung sowie Speicher- und Kommunikationsgeräte besitzen.

Was sind die Eigenschaften von Objekten?

Die grundlegenden Eigenschaften eines Objekts sind die Elemente, die durch seinen vierteiligen Namen (Name, Typ, Instanz und Version) identifiziert werden und außerdem Eigentümer, Status, Plattform und Version enthalten.

Wie erklärt man einem Kind Materialien?

Ein Material ist jede Substanz, die einen Namen hat. Zum Beispiel:Kreide, Papier, Holz, Eisen, Luft, Wasser, Ton, Kunststoff, Gummi, Stein, Leder, Wachs. Alles besteht aus Materialien. Wenn wir etwas herstellen wollen, müssen wir das beste Material für den Job auswählen.

Welche Materialien sind in Klasse 6 einzustufen?

Holz und Papier sind nicht glänzende Materialien. Glas und Eisen sind glänzende Materialien. Glas ist transparent, Papier ist durchscheinend und Holz und Eisen sind undurchsichtige Materialien. Holz und Eisen sind harte Materialien und Papier und Glas sind weiche Materialien.

Welche Eigenschaften hat ein Material, das Strom leiten kann?

Metalle sind im Allgemeinen sehr gute Leiter, das heißt, sie lassen Strom leicht fließen. Materialien, die Strom nicht leicht fließen lassen, werden als Isolatoren bezeichnet. Die meisten nichtmetallischen Materialien wie Kunststoff, Holz und Gummi sind Isolatoren.

Was ist die Funktion von Material?

Sie ist ebenso wichtig wie Fertigung, Technik und Finanzen. Die Lieferung von Materialien in der richtigen Qualität ist für die Herstellung von Standardprodukten unerlässlich. Die Vermeidung von Materialverschwendung hilft bei der Kontrolle der Produktionskosten. Materialmanagement ist für jede Art von Unternehmen unerlässlich.


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