Kovuus

Metallin kykyä deformoitua plastisesti ja absorboida energiaa ennen murtumista kutsutaan kovuudeksi. Tässä määritelmässä tulisi painottaa kykyä absorboida energiaa ennen murtumista. Muistutettakoon, että sitkeys mittaa sitä, kuinka paljon jokin materiaali muotoutuu plastisesti ennen murtumista, mutta se, että materiaali on sitkeää, ei tee siitä sitkeää. Sitkeyden avain on lujuuden ja sitkeyden hyvä yhdistelmä. Materiaali, jolla on suuri lujuus ja suuri sitkeys, on sitkeämpi kuin materiaali, jolla on pieni lujuus ja suuri sitkeys. Siksi yksi tapa mitata sitkeyttä on laskea vetokokeesta saatu jännitys-venymäkäyrän alapuolinen pinta-ala. Tätä arvoa kutsutaan yksinkertaisesti materiaalin sitkeydeksi, ja sen yksikkö on energia tilavuutta kohti. Materiaalin sitkeys vastaa materiaalin hidasta energian absorptiota.

Materiaalin sitkeyteen vaikuttavat useat muuttujat. Nämä muuttujat ovat:

• Venymisnopeus (kuormitusnopeus)
• Lämpötila
• Notch-ilmiö

Metallilla voi olla tyydyttävä sitkeys staattisissa kuormituksissa, mutta se voi pettää dynaamisissa kuormituksissa tai iskuissa. Pääsääntöisesti sitkeys ja siten myös sitkeys vähenevät kuormitusnopeuden kasvaessa. Lämpötila on toinen muuttuja, jolla on suuri vaikutus sitkeyteen. Lämpötilan laskiessa myös sitkeys ja sitkeys vähenevät. Kolmas muuttuja on lovivaikutus, joka liittyy jännityksen jakautumiseen. Materiaalilla saattaa olla hyvä sitkeys, kun jännitys on yksiakselinen, mutta kun moniakselinen jännitystila syntyy loven vuoksi, materiaali ei välttämättä kestä samanaikaista kimmoista ja plastista muodonmuutosta eri suunnissa.

On olemassa useita vakiotyyppisiä sitkeystestejä, jotka tuottavat tietoja tiettyjä kuormitusolosuhteita ja/tai komponenttien suunnittelua varten. Kolme sitkeysominaisuutta, joita käsitellään tarkemmin, ovat 1) iskunkestävyys, 2) loven sitkeys ja 3) murtumissitkeys.

Murtumissitkeys.