Μέταλλα, όπως: ευγενή μέταλλα (χρυσός, ασήμι, πλατίνα) και μη ευγενή μέταλλα (σίδηρος, χάλυβας, μέταλλα, ψευδάργυρο, αλουμίνιο, κλπ.).
Τα μέταλλα και τα κράματα μετάλλων είναι από τα πλέον προτιμώμενα δομικά υλικά στον μηχανικό σχεδιασμό σε κατασκευαστικά έργα. τα μέταλλα χρησιμοποιούνται συνήθως σε φέρουσες δομές. Από την άποψη αυτή, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών. Η συμπεριφορά των μεταλλικών υλικών υπό μηχανικά φορτία ονομάζεται μηχανικές ιδιότητες. Οι μηχανικές ιδιότητες, από την άλλη πλευρά, οφείλονται κυρίως στην ενδοατομική αντοχή δεσμού του μετάλλου. Ωστόσο, το αποτέλεσμα της εσωτερικής δομής του μεταλλικού υλικού είναι επίσης υψηλό. Η εσωτερική δομή των μετάλλων τροποποιείται για να δώσει διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες στο ίδιο υλικό. Οι μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων καθορίζονται με διαφορετικές μεθόδους δοκιμής για διαφορετικές συνθήκες φόρτωσης.
Οι ιδιότητες εφελκυσμού των μετάλλων ποικίλλουν ανάλογα με τη δύναμη ανά μονάδα επιφανείας μιας εφαρμοζόμενης δύναμης. Εάν η δύναμη είναι κάθετη και προκαλεί την επιμήκυνση ή τη βρασμό του μετάλλου, αυτό ονομάζεται φυσιολογική τάση. Αλλά αν η δύναμη είναι στη διατομή και προκαλεί μια αλλαγή γωνίας στο μέταλλο, αυτό ονομάζεται τάση διάτμησης. Οι δυνάμεις που ασκούνται σε μεταλλικά υλικά μπορούν πάντα να προκαλέσουν κανονικές ή διατμητικές τάσεις.
Γενικές ιδιότητες των μετάλλων
- Είναι φωτεινό.
- Κατέχουν θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια.
- Μπορεί να μετατραπεί σε καλώδιο και φύλλο
- Στερεές συνθήκες δωματίου (εξαιρουμένου του υδραργύρου)
- Υπάρχουν σε ελεύθερη μορφή ως μονοτονικές
- Μόνο θετικό σθένος στις ενώσεις τους
- Γενικά, το υδατικό διάλυμα οξειδίων παρουσιάζει βασικές ιδιότητες
- Δεν μπορούν να σχηματίσουν μια ένωση μεταξύ τους.
- Ορείχαλκος (Zn + Cu), Κόλληση (Pb + Sn)
Τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά των δομικών υλικών είναι ο βαθμός παραμόρφωσης και η ανθεκτικότητα αυτών των υλικών. Η μέθοδος δοκιμής που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των παραμορφώσεων και των ιδιοτήτων αντοχής των μεταλλικών υλικών είναι δοκιμές εφελκυσμού. Η ισχύς που εφαρμόζεται κατά τη διάρκεια της δοκιμής αυξάνεται μέχρι να σπάσει το υλικό. Κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου, οι αλλαγές στο μεταλλικό υλικό καταγράφονται συνεχώς. Μια άλλη δοκιμή είναι οι δοκιμές συμπίεσης. Εάν το μεταλλικό υλικό υποβληθεί σε φορτίο συμπίεσης, προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά παραμόρφωσης και αντοχής του υλικού κάτω από το φορτίο συμπίεσης. Οι δοκιμές εδώ είναι παρόμοιες με τις δοκιμές εφελκυσμού.
Στις δοκιμές σκληρότητας, καθορίζεται πόση αντίσταση έχει ένα μεταλλικό υλικό σε ένα σκληρό αντικείμενο που βυθίζεται στην επιφάνεια. Οι τιμές σκληρότητας των μεταλλικών υλικών σχετίζονται άμεσα με τη δύναμη των υλικών και έχουν μεγάλη σημασία. Ως μη καταστρεπτική μέθοδος δοκιμής, οι δοκιμές αυτές εκτελούνται με διαφορετικές μεθόδους (όπως η μέθοδος μέτρησης της σκληρότητας Brinell, Vickers ή Rockwell) σύμφωνα με το σχήμα της διεισδυτικής άκρης και της εφαρμοζόμενης δύναμης.
Οι δοκιμές πρόσκρουσης Notch εφαρμόζονται για τη μέτρηση της δυναμικής σκληρότητας του υλικού υπό συνθήκες που κατευθύνουν τα μεταλλικά υλικά να συμπεριφέρονται εύθραυστα. Αυτές οι συνθήκες είναι η τριών αξόνων φόρτωσης, η χαμηλή θερμοκρασία και η ξαφνική πρόσκρουση.
Οι ζημιές από κόπωση απαντώνται επίσης σε μεταλλικά υλικά. Αυτή η βλάβη προκαλείται από τη θραύση μεταλλικών υλικών μετά από μια ορισμένη χρονική περίοδο υπό την επίδραση χαμηλότερων επαναλαμβανόμενων τάσεων σε σύγκριση με την αντοχή σε εφελκυσμό. Αυτό αποδεικνύεται από δοκιμές κόπωσης.
Σήμερα, οι χώροι χρήσης και οι ιδιότητες των μεταλλικών υλικών που χρησιμοποιούνται στον οικοδομικό τομέα εκτελούνται από εξουσιοδοτημένους φορείς δοκιμών και επιθεώρησης, σύμφωνα με τους σχετικούς νομικούς κανονισμούς και πρότυπα που εκδίδονται από εγχώριους και ξένους οργανισμούς. Εδώ είναι μερικά πρότυπα που βασίζονται σε αυτές τις δοκιμές:
- TS EN ISO 8491 Μεταλλικά υλικά - Σωλήνας (πλήρης διατομή) - Δοκιμή κάμψης
- TS EN ISO 6892-1 Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή εφελκυσμού - Μέρος 1: Μέθοδος δοκιμής σε θερμοκρασία περιβάλλοντος
- TS EN ISO 6892-2 ... Ενότητα 2: Μέθοδος δοκιμής σε υψηλή θερμοκρασία
- TS EN ISO 6892-3 ... Μέρος 3: Μέθοδος δοκιμής χαμηλής θερμοκρασίας
- TS EN ISO 6507-1 Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Vickers - Μέρος 1: Μέθοδος δοκιμής
- TS EN ISO 6507-4 ... Ενότητα 4: Χάρτες και τιμές σκληρότητας
