-
مواد (خاصیت های مواد)
یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت استفاده از خاصیت مواد است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود. کارآیی عملیات کارگاهی آن گاه افزون تر میشود که ماشین کار یا ورقکار درباره طبیعت و خواص موادی که به کار میبرد آگاهی کلی داشته باشد. بهطورکلی مواد به دو گروه فلزی و غیرفلزی تقسیم میشوند. مواد فلزی نیز در دو گروه غیرآهنی (برای مثال مس، آلومینیوم و تیتانیوم) و آهنی (برای مثال آهن، فولاد و آلیاژهای مختلف) طبقهبندی میشوند. مواد غیرفلزی دو دسته مواد غیرآلی (نظیر سرامیک ها ، شیشه و گرافیت) و مواد آلی (نظیر چوب، کائوچو و پلاستیک) را در بر میگیرد.
خاصیت ها:
ماده خاصیت های ویژهای دارد که رفتار آن را در شرایط گوناگون تعیین میکنند.
خاصیت های مطلوب:
مقاومت ایستایی و پویایی از جمله خاصیت های مطلوب ماده هستند. ارزانی نیز همیشه مطلوب است. بهویژه در فرایند ریختهگری ارزان بودن ماده به کار رفته تعیینکننده است حتی اگر ماده موردنظر در مواردی دارای خاصیت های ضعیفی هم باشد. برای مثال در فلزات ریختهگری ویژگی های زیر بسیار مطلوب هستند:
1- نقطه گدازش پایین.
2- روانروی خوب در حالت گداخته.
3- تخلخل اندک.
4- کاهش حجمی اندک در طی انجماد (انقباض).
تعریف خاصیت ها:
تعبیرهای رایج در توصیف خاصیت های فلزات به شرح زیر هستند:
1- شکننده:
فلز با کوچکترین ترک یا گسیختگی جزیی به سادگی و ناگهان میشکند و استحکام و سفتی ندارد. این خاصیت در بیشتر موارد با افزایش سختی زیاد میشود. سختترین فولاد شکنندهترین است و چدن سفید از چدن خاکستری شکنندهتر است. شکنندگی قطعات ریختگی و چکشکاری شده با عملیات تافتن و بازپخت کاهش مییابد.
2- سردشکن:
این نام بر فلزاتی گذارده شده است که اگر در حالت سرد چکشکاری، خمکاری و یا نورد شوند لبههای آن ها ترک بخورد. خم کاری یا دیگر عملیات لازم برای این فلزات باید در دماهای بالا انجام شود ولی این دما نباید کمتر از دمای مربوط به رنگ قرمز کدر در فلز باشد.
3- سردجوش:
خاصیت فلزاتی است که در حالت مذاب در حین سرد شدن و ورود از دو سوی قالب در صفحه همرَسیِ گدازهها ساختمان یکدستی پدید نمیآورند.
4- شکلپذیر:
بهسادگی کش میآید، انعطافپذیر است و آسان خم میشود. مادهای مانند آهن آنگاه نرم است که بر اثر کشش انبساط بپذیرد.
5- حد کشسانی:
بالاترین کُرنشی که ماده توان تحمل آن را داشته باشد و در عین حال با برداشتن نیرو باز به صورت جَهمند به شکل نخستین خود باز گردد.
6- گدازپذیر:
گداختپذیری و تبدیل شدن به مایع بر اثر حرارت.
7- سختی:
توانایی ایستادگی در برابر نفوذ و سایش.
8- همگن:
برخورداری از حالت و طبیعت یکسان؛ بنابراین ورق های دیگ بخار آن گاه همگن نامیده میشوند که دانه بندی فلزی آن ها یکنواخت باشد. در ورق های فولادی لایههای الیافشان وجود ندارد و مقاومت فلز در تمام جهت ها یکسان است.
9- گرمشکن:
بر اثر گرما کم و بیش شکننده است؛ آهنگرم شکننده مثالی برای این مورد است.
10- نقطه ذوب ماده جامد:
دمایی است که در آن فلز تبدیل به مایع یا گاز میشود. تمام فلزات در دمای حدود نقطه ذوب و کمی بالاتر از آن مایع و در دماهای بسیار بالا تبدیل به گاز یا بخار میشوند. نقطه ذوب فلزات از 39 درجه سانتیگراد زیر صفر (نقطه ذوب یا انجماد جیوه) تا بیش از 1650 درجه سانتیگراد است.
11- جَهمندی:
چگونگی و عملکرد خاصیت کشسانایی است و هم چون فنر عبارت از خاصیت بازگشتپذیری فنری و یافتن شکل مارپیچ اولیه پس از برداشته شدن فشار است. از این تعبیر بدون آن که کیفیت های ویژهای برای آن قید شده باشد چنین دریافت میشود که کاری است که فنر یا قطعهای که مانند فنر پیاپی زیر بار قرار گرفته باشد- باری که از حد نهایی مقاومت آن در نگذرد و موجب گسیختگی یا تغییر شکل همیشگی آن نشود- انجام میدهد.
12- وزن مخصوص:
وزن مادهای معین نسبت به تودهای برابر از ماده دیگر که به عنوان مبنای مقایسه انتخاب شده باشد. برای سیالات و جامدات آب و برای گازها هوا یا هیدروژن به عنوان مبنا در نظر گرفته میشود.
13- مقاومت:
توانایی ایستادگی ماده در برابر نیرو و همان صلبیت و سفتی آن است. خاصیتی در اجسام است که به موجب آن میتوانند بدون تسلیم یا شکست در برابر نیروی وارد شده پایداری کنند.
14- مقاومت کششی:
بزرگترین تنش محوری که مادهای معین میتواند تحمل کند، بدون آن که گسیخته شود.
15- سفتی:
توانایی جذب انرژی بدون گسیختگی؛ مقاومت در برابر کرنش زیاد و تحمل بارهای سنگین. مادهای مانند آهن آن گاه سفت نامیده میشود که بتوان آن را ابتدا در یک جهت و سپس در جهت دیگر خم کرد و گسیخته نشود. هر چه زاویه خم بیشتر باشد (و نیز تعداد دفعات خم کردن) ماده سفتتر است.
