Olika metaller svarar på stam på olika sätt
Alla metaller deformeras (sträck eller komprimeras) när de stressas, i större eller mindre grad. Denna deformation är ett synligt tecken på metallstammen.
Vid metallurgi kan stammen definieras som deformation av en metall på grund av stress. Med andra ord är det ett mått på hur mycket en metall har sträckts eller komprimerats jämfört med sin ursprungliga längd. Om det finns en ökning i längden på en metallplåt på grund av stress, kallas detta för draghållfasthet.
Men om det finns en minskning i längd är det här kompressionsstammen.
Metallstam i duktila (böjliga) material
Vissa metaller (som rostfritt stål och många andra legeringar) ger under stress . Detta gör det möjligt för dem att böja eller deformera utan att bryta. Andra metaller, såsom gjutjärn, fraktur och bryts snabbt under stress. Även rostfritt stål försämras äntligen och brister under tillräckligt stress.
Metaller som lågkolvstål böj istället för att bryta under stress. På en viss nivå av stress når de emellertid en väl förstådd "utbytespunkt". En de når utbytespunkten, metallet blir "stamhärdad". Detta innebär att mer stress krävs för att deformera metallen ytterligare. Metallen blir mindre duktil eller böjbar. På ett sätt gör det metallet hårdare. Men medan töjningshärdning gör det svårare för metallen att deformeras, gör det också metallet sprödare. Bräcklig metall kan bryta, eller misslyckas, ganska enkelt.
Metallstam i spröda material
Vissa metaller är i grunden spröda, vilket innebär att de är särskilt utsatta för brott. Spridda metaller inkluderar medelstora och höga kolstål. Till skillnad från duktila material har dessa metaller inte en väldefinierad avkastningspunkt. I stället när de når en viss stressnivå bryts de.
Smarta metaller beter sig väldigt mycket som andra spröda material som glas, sten och betong. Liksom dessa material är de starka på vissa sätt - men eftersom de inte kan böja eller sträcka, är de inte lämpliga för vissa användningsområden.
Mätning av metallstam
Det vanligaste måttet på belastning i metaller kallas teknikstam. Teknisk belastning kan beräknas som längdförändringen dividerad med originallängden. Till exempel sägs en 2,0 " titanstång som har sträckts till 2,2" upplevt en dragspänning av 0,1 eller 10 procent.
Metalltrötthet som härrör från metallstam
När duktila metaller är stressade deformeras de. Om spänningen avlägsnas innan metallen når sin utbytespunkt, återgår metallen till sin tidigare form. Medan metallen tycks ha återgått till sitt ursprungliga tillstånd har dock små fel faktiskt uppträtt på molekylär nivå.
Varje gång metallet deformeras och sedan återgår till sin ursprungliga form uppträder mer molekylära fel. Efter många deformationer finns det så många molekylfel som metallens sprickor. När detta inträffar beskrivs det som "metallutmattning". Metallutmattning är irreversibel.
Metallmattning är särskilt problematisk i situationer där metall stressas om och om igen.
Det var till exempel en stor orsak till flygplansfel innan det förstods fullt ut. För att undvika metallutmattning är det viktigt att regelbundet undersöka prov av metall under stress med ett mikroskop.