Twardość

Zdolność metalu do odkształcania plastycznego i pochłaniania energii w tym procesie przed pęknięciem jest określana mianem ciągliwości. Nacisk w tej definicji powinien być położony na zdolność do absorbowania energii przed pęknięciem. Przypomnijmy, że ciągliwość jest miarą tego, jak bardzo coś odkształca się plastycznie przed pęknięciem, ale sam fakt, że materiał jest ciągliwy nie czyni go wytrzymałym. Kluczem do ciągliwości jest dobre połączenie wytrzymałości i ciągliwości. Materiał o wysokiej wytrzymałości i wysokiej ciągliwości będzie miał większą ciągliwość niż materiał o niskiej wytrzymałości i wysokiej ciągliwości. Dlatego też, jednym ze sposobów pomiaru ciągliwości jest obliczenie pola powierzchni pod krzywą naprężenia-odkształcenia w próbie rozciągania. Wartość ta nazywana jest po prostu „ciągliwością materiału”, a jej jednostką jest energia na objętość. Wytrzymałość materiału równa się powolnej absorpcji energii przez materiał.

Istnieje kilka zmiennych, które mają głęboki wpływ na wytrzymałość materiału. Zmienne te to:

• Szybkość odkształcenia (szybkość obciążenia)
• Temperatura
• Efekt karbu

Metal może posiadać zadowalającą ciągliwość przy obciążeniach statycznych, ale może zawieść przy obciążeniach dynamicznych lub uderzeniach. Z reguły ciągliwość, a więc i wytrzymałość, zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości obciążenia. Temperatura jest drugą zmienną, która ma duży wpływ na ciągliwość. Wraz z obniżeniem temperatury, plastyczność i ciągliwość również maleją. Trzecia zmienna, zwana efektem karbu, ma związek z rozkładem naprężeń. Materiał może wykazywać dobrą ciągliwość, gdy przyłożone naprężenie jest jednoosiowe; ale gdy wieloosiowy stan naprężenia jest wytwarzany z powodu obecności karbu, materiał może nie wytrzymać jednoczesnego odkształcenia sprężystego i plastycznego w różnych kierunkach.

Istnieje kilka standardowych rodzajów prób wytrzymałościowych, które generują dane dla określonych warunków obciążenia i/lub metod projektowania komponentów. Trzy z właściwości wytrzymałościowych, które zostaną omówione bardziej szczegółowo to 1) udarność, 2) odporność na karb i 3) odporność na pękanie.