Механические свойства металла или сплава, такие как твердость, пластичность, сопротивление деформациям, предел прочности или износоустойчивость, – основные критерии выбора материала.
Любой металл (а также дерево или пластмасса), находящийся под воздействием каких-либо нагрузок, не способен бесконечно их испытывать. Деформации и разрушения, происходящие под действием всевозможных неблагоприятных сред и различных условий эксплуатации, должны учитываться в каждом конкретном случае индивидуально. Например, добавление в химический состав сплава того или иного элемента, способ обработки металла, наличие или отсутствие твердого хромированного покрытия позволят по-разному показать себя одному и тому же материалу в различных режимах эксплуатации.
Предел прочности для каждого материала определяется как эмпирическим путем, так и с помощью сложного математического анализа и испытаний в лабораторных условиях. Использование различных методов позволяет достичь наиболее точных результатов исследований.
Полученные данные сводятся в единые нормативные документы — ГОСТы, ОСТы и справочники, которыми пользуются при расчете и выборе необходимого материала. Сопротивление металлов и сплавов всевозможным деформациям и разрушениям, определяющееся такой механической характеристикой, как предел прочности стали или чугуна, композита, дерева или пластмассы, влияет на надежность и срок службы изделия.
Верный выбор материала и его рациональное применение по своей сути являются экономически обоснованным залогом безопасности и долговечности конструкции. В современной индустрии любые материалы должны отличаться оптимальными характеристиками. Предел прочности, усталости или текучести, временные сопротивления на изгиб или сжатие, кручение или растяжение не должны превышать допустимых требований и норм. В расчетах допускается только незначительная деформация.
Если воздействующая нагрузка превысила допустимый предел прочности, наступает момент разрушения детали, машины или конструкции. Таким образом, неправильный выбор материала способствует не только дополнительным затратам на ремонт или на замену механизма или детали, но и полному разрушению всей конструкции.
От показателей временных механических сопротивлений зависит надежность конструкции в целом, длительность эксплуатации деталей, машин и техники. Например, предел прочности стали 45 марки при растяжении или сжатии, кручении или изгибе имеет оптимальные показатели. Именно эту марку стали наиболее часто используют для производства деталей и механизмов, требующих повышенные прочностные характеристики.
Сталь и чугун, используемые в строительстве, пока не нашли достойной замены. Благодаря новым методам получения этих металлов и их современной обработке применение данных материалов становится с каждым годом все шире. Надежность, долговечность и оптимальный предел прочности – отличные эксплуатационные показатели.
