Metalli diversi rispondono alla deformazione in modi diversi
Tutti i metalli si deformano (si stirano o si comprimono) quando sono sollecitati, in misura maggiore o minore. Questa deformazione è un segno visibile della tensione del metallo.
Nella metallurgia, la deformazione può essere definita come la deformazione di un metallo a causa dello stress. In altre parole, è una misura di quanto un metallo è stato allungato o compresso rispetto alla sua lunghezza originale. Se c'è un aumento della lunghezza di un pezzo di metallo a causa di stress, questo viene indicato come sforzo di trazione.
Ma se c'è una riduzione della lunghezza, questa è una sollecitazione a compressione.
Ceppo metallico in materiali duttili (pieghevoli)
Alcuni metalli (come l'acciaio inossidabile e molte altre leghe) danno sotto stress . Ciò consente loro di piegarsi o deformarsi senza rompersi. Altri metalli, come ghisa, frattura e rottura rapidamente sotto stress. Anche l'acciaio inossidabile, tuttavia, si indebolisce e si rompe sotto sufficiente stress.
I metalli come l'acciaio a basso tenore di carbonio si piegano invece di rompersi sotto stress. Ad un certo livello di stress, tuttavia, raggiungono un "punto di snervamento" ben compreso. Quando raggiungono il punto di snervamento, il metallo diventa "deformato". Ciò significa che è necessario più stress per deformare ulteriormente il metallo. Il metallo diventa meno duttile o pieghevole. In un certo senso, questo rende il metallo più difficile. Ma mentre l'incrudimento rende più difficile la deformazione del metallo, rende anche il metallo più fragile. Il metallo fragile può rompersi, o fallire, abbastanza facilmente.
Ceppo metallico in materiali fragili
Alcuni metalli sono intrinsecamente fragili, il che significa che sono particolarmente soggetti a fratture. I metalli fragili comprendono acciai a medio e alto tenore di carbonio. A differenza dei materiali duttili, questi metalli non hanno un punto di snervamento ben definito. Invece, quando raggiungono un certo livello di stress, si rompono.
I metalli fragili si comportano molto come altri materiali fragili come vetro, pietra e cemento. Come questi materiali, sono forti in certi modi - ma poiché non possono piegarsi o allungarsi, non sono appropriati per determinati usi.
Ceppo metallico di misurazione
La misura più comune di sforzo nei metalli è chiamata ingegneria ceppo. La deformazione ingegneristica può essere calcolata come la variazione di lunghezza divisa per la lunghezza originale. Ad esempio, una barra in titanio da 2,0 "che è stata allungata a 2,2" si dice abbia sperimentato una tensione di trazione pari a 0,1 o 10 percento.
Fatica del metallo risultante dalla deformazione del metallo
Quando i metalli duttili sono sollecitati, si deformano. Se lo stress viene rimosso prima che il metallo raggiunga il suo punto di snervamento, il metallo ritorna alla sua forma precedente. Mentre il metallo sembra essere tornato al suo stato originale, tuttavia, piccoli difetti sono effettivamente apparsi a livello molecolare.
Ogni volta che il metallo si deforma e quindi ritorna alla sua forma originale, si verificano più errori molecolari. Dopo molte deformazioni, ci sono così tanti difetti molecolari che il metallo si incrina. Quando ciò accade, viene descritto come "affaticamento del metallo". La fatica del metallo è irreversibile.
La fatica del metallo è particolarmente problematica in situazioni in cui il metallo viene sollecitato più e più volte.
Ad esempio, è stata una delle principali cause di fallimento degli aerei prima che fosse pienamente compresa. Per evitare l'affaticamento del metallo, è importante esaminare regolarmente campioni di metallo sotto stress utilizzando un microscopio.