Сви метали се деформишу (растежу или сабијају) када су под стресом, у већој или мањој мери. Ова деформација је видљиви знак металног напрезања названог деформација метала и могућа је због карактеристика ових метала тзв дуктилност—Способност да се издуже или смање дужине без ломљења.
Израчунавање стреса
Стрес дефинише се као сила по јединици површине како је приказано у једначини σ = Ф / А.
Стрес често представља грчко слово сигма (σ) и изражава се у њутнима по квадратном метру или паскалима (Па). За већа напрезања изражава се у мегапаскалима (106 или 1 милион Па) или гигапаскали (109 или 1 милијарду Па).
Сила (Ф) је маса к убрзање, па је 1 њутн маса потребна за убрзање предмета од 1 килограма брзином од 1 метра у секунди на квадрат. А површина (А) у једначини је тачно површина попречног пресека метала који подлеже напрезању.
Рецимо да је сила од 6 њутна примењена на шипку пречника 6 центиметара. Површина попречног пресека шипке израчунава се помоћу формуле А = π р2. Полупречник је половине пречника, па је радијус 3 цм или 0,03 м, а површина 2,2826 к 10-3 м2.
А = 3,14 к (0,03 м)2 = 3,14 к 0,0009 м2 = 0,002826 м2 или 2.2826 к 10-3 м2
Сада користимо површину и познату силу у једначини за израчунавање напона:
σ = 6 њутна / 2.2826 к 10-3 м2 = 2.123 њутна / м2 или 2.123 Па.
Израчунавање соја
Процедити је количина деформације (растезања или компресије) изазване напоном подељеном са почетном дужином метала као што је приказано у једначини ε = дл / л0. Ако дође до повећања дужине металног дела због напрезања, то се назива затезним напрезањем. Ако дође до смањења дужине, то се назива депресија притиска.
Сој је често представљен грчким словом епсилон (ε), а у једначини дл је промена дужине и л0 је почетна дужина.
Сој нема мерну јединицу јер је дужина подељена са дужином и тако се изражава само бројем. На пример, жица која је у почетку дугачка 10 центиметара развучена је на 11,5 центиметара; његова соја је 0,15.
ε = 1,5 цм (промена дужине или величине истезања) / 10 цм (почетна дужина) = 0,15.
Дуктилни материјали
Неки метали, попут нерђајућег челика и многих других легура, су дуктилни и попуштају под стресом. Остали метали, попут ливеног гвожђа, брзо се ломе и ломе под стресом. Наравно, чак и нерђајући челик напокон слаби и ломи се ако је под стресом.
Метали попут ниско-угљеничног челика више се савијају него ломе под стресом. Међутим, на одређеном нивоу напрезања они достижу добро разумљиву границу приноса. Једном када достигну границу течења, метал постаје очврснут. Метал постаје мање пластичан и, у једном смислу, постаје тврђи. Али, иако очвршћавањем услед напрезања метал постаје мање лако деформисати, метал је и ломљивији. Крхки метал се може прилично лако сломити или пропасти.
Крхки материјали
Неки метали су у основи ломљиви, што значи да су посебно подложни ломљењу. Крхки метали укључују челике са високим угљеником. За разлику од дуктилних материјала, ови метали немају добро дефинисану границу течења. Уместо тога, када достигну одређени ниво стреса, сломе се.
Крхки метали се понашају врло слично као и други ломљиви материјали попут стакла и бетона. Као и ови материјали, они су на одређени начин јаки - али зато што се не могу савијати или истезати, нису прикладни за одређену употребу.
Замор метала
Када су дуктилни метали под стресом, они се деформишу. Ако се стрес уклони пре него што метал достигне границу течења, метал се враћа у свој претходни облик. Иако се чини да се метал вратио у првобитно стање, на молекуларном нивоу су се појавиле ситне грешке.
Сваки пут када се метал деформише, а затим врати у свој првобитни облик, јављају се све више молекуларних грешака. После многих деформација, толико је молекуларних грешака да метал пуца. Када се створи довољно пукотина да се споје, долази до неповратног замора метала.