Caracteristici ale materialelor inginerești

De fiecare data când se proiecteaza un nou produs specialistii sunt interesati în producerea componentelor cu forme adecvate si proprietati care sa le permita îndeplinirea rolului functional de-a lungul perioadei de viata planificate, la un pret convenabil.

Termenul general de „proprietati” are un înteles diferit pentru fiecare inginer sau specialist care lucreaza cu materialele ingineresti. Inginerul mecanic este preocupat de rezistenta, duritatea, maleabilitatea, prelucrabilitatea metalelor si considera ca acestea sunt cele mai importante caracteristici. Inginerul electronist gândeste în termeni de conductivitate electrica, permabilitate magnetica sau alte caracteristici electromagnetice, considerându - le pe acestea cele mai importante.

Inginerul corozionist se concentreaza asupra caracteristicilor specifice, precum: forta electromotoare, rezistenta la oxidare, reactivitatea chimica. Aceste proprietati si multe altele sunt deci specifice metalelor si nu este posibil sa evidentiem pe unele ca fiind cele mai importante fara a asocia domeniul specific de utilizare al materialului respectiv.

I.1. RELATIA STRUCTURA - PROPRIETATI – PROCESARE

I.1.1. Caracteristicile materialelor

Foarte importanta este, pentru început, definirea caracteristicilor materialelor si plasarea acestora în clase specifice. Proprietatile materialelor se împart în patru grupe principale: mecanice, fizice, chimice si tehnologice. La acestea se pot adauga proprietati optice si nucleare.

Proprietatile unui material pot fi clasificate din punctul de vedere al tipului de caracteristici (mecanice, chimice si fizice, tab.1) sau din punctul de vedere al dependentei caracteristicilor de modificarile structurale (tab.2.).

Tabelul 1 .Caracteristici tipice ale materialelor [4]

Caracteristici mecanice Caracteristici fizice si chimice

Fluaj

- Viteza de deformare la fluaj

- Modul de rupere

Ductilitate

- Alungire

- Gâtuire

Oboseala

- Anduranta

- Limita de rupere prin oboseala

Duritate

- Zgâriere

- Amprentare

- Rata de uzare

Impact

- Energie absorbita la rupere

- Tenacitate

- Temperatura de tranzitie

Rezistenta

- Modul de elasticitate

- Limita de rupere

- Limita de curgere

- Limita de elasticitate Densitate

Electrice

- Conductivitate

- Rezistivitate

- Feroelectricitate

- Piezoelectricitate

Magnetice

- Feromagnetice

- Ferimagnetice

- Paramagnetice

Optice

- Absorbtie

- Culoare

- Difractie

- Foto electricitate

- Reflexie

- Refractie

- Transmisie

Termice

- Capacitate calorica

- Conductivitate termica

- Dilatare termica

Comportarea la coroziune

Proprietatile mecanice ilustreaza modul în care materialul raspunde solicitarilor mecanice aplicate. Cele mai importante caracteristici mecanice, utilizate în calcule ingineresti, sunt: rezistenta la rupere, limita de curgere, duritatea, tenacitatea, alungirea si gâtuirea la rupere (care definesc ductilitatea materialului). Uneori, în cazuri specifice, se determina rezistenta la impact, rezistenta la oboseala prin solicitari alternante de lunga durata, rezistenta la uzare.

Determinarea caracteristicilor mecanice permite estimarea comportarii în exploatare a produselor, prin cuantificarea rezistentei opuse la testarea si procesarea acestora.

Proprietatile fizice includ comportarea electrica, magnetica, optica, termica si elastica. Acestea depind atât de structura cât si de modul de procesare al materialului. Modificari minore ale compozitiei chimice pot afecta drastic conductivitatea electrica în cazul semiconductorilor, expunerea la temperaturi înalte poate reduce caracteristicile de refractaritate ale ceramicelor, iar mici cantitati de impuritati pot determina modificari de culoare în cazul sticlelor si polimerilor. S-a constatat ca particularitatile retelelor cristaline influenteaza anumite caracteristici mecanice precum ductilitatea, rezistenta la tractiune si soc.