Houževnatost

Schopnost kovu plasticky se deformovat a absorbovat při tom energii před zlomením se označuje jako houževnatost. Důraz této definice by měl být kladen na schopnost absorbovat energii před lomem. Připomeňme, že houževnatost je měřítkem toho, jak moc se něco plasticky deformuje před lomem, ale to, že je materiál houževnatý, ještě neznamená, že je houževnatý. Klíčem k houževnatosti je dobrá kombinace pevnosti a tažnosti. Materiál s vysokou pevností a vysokou tažností bude mít větší houževnatost než materiál s nízkou pevností a vysokou tažností. Proto je jedním ze způsobů měření houževnatosti výpočet plochy pod křivkou napětí a deformace z tahové zkoušky. Tato hodnota se jednoduše nazývá „houževnatost materiálu“ a má jednotky energie na objem. Houževnatost materiálu se rovná pomalé absorpci energie materiálem.

Existuje několik proměnných, které mají zásadní vliv na houževnatost materiálu. Tyto proměnné jsou:

• Rychlost deformace (rychlost zatěžování)
• Teplota
• Notch efekt

Kov může mít uspokojivou houževnatost při statickém zatížení, ale může selhat při dynamickém zatížení nebo nárazu. S rostoucí rychlostí zatěžování zpravidla klesá tažnost, a tedy i houževnatost. Druhou veličinou, která má zásadní vliv na houževnatost, je teplota. Se snižující se teplotou klesá i tažnost a houževnatost. Třetí proměnná se označuje jako vrubový efekt a souvisí s rozložením napětí. Materiál může vykazovat dobrou houževnatost, pokud je působící napětí jednoosé; pokud však v důsledku přítomnosti vrubu vznikne víceosý stav napětí, materiál nemusí vydržet současnou pružnou a plastickou deformaci v různých směrech.

Existuje několik standardních typů zkoušek houževnatosti, které generují údaje pro specifické podmínky zatěžování a/nebo přístupy ke konstrukci součástí. Tři z vlastností houževnatosti, které budou podrobněji diskutovány, jsou 1) rázová houževnatost, 2) vrubová houževnatost a 3) lomová houževnatost.