Vad är stålutbytesstyrka?

Stålutbytesstyrka är mängden stress som en bit stål måste genomgå för att permanent och mätbart deformeras. Utbytesstyrkan definieras oftast som den punkt vid vilken en mätbar avvikelse på 0,2 har inträffat i stålet. Stålutbyte kan ökas med värmebehandlingar eller genom att blanda andra material med stålet för att skapa en stållegering. Ingenjörer måste känna till utbytesstyrkan för materialen de använder för att säkerställa att de strukturer de bygger kommer att motstå spänningarna på dem.

Utbytesstyrkan bör inte förväxlas med draghållfasthet. Draghållfasthet är den punkt där spänningar på en metall kommer att få den att bryta eller knäppas. Däremot är avkastningsstyrka den punkt där en metall kommer att genomgå plastisk deformation. Ett material sägs ha deformerat plastiskt när det böjs under stress och inte kan återgå till sin ursprungliga form efter att stressen har tagits bort. Om materialet kan återgå till sin ursprungliga form, vet dettan som elastisk deformation. Elastisk deformation kan pågå en tid innan en metall deformerar plastiskt.

Utbytesstyrkan för ett material bestäms i ett laboratorium med hjälp av ett spänningstest. Först utsätts hundratals prover av materialet för stress. Punkten vid vilken plastdeformation inträffar registreras för varje prov. Mätningarna är sedan medelvärde för att bestämma materialets utbytesstyrka mätt i pund per kvadrat tum (PSI). Om mer stress appliceras på materialet efter att det har nått sin avkastningsstyrka, kommer materialet snart att nå sin sprickpunkt och brytning.

Den tekniska definitionen av stål är järn som har fått kol tillsatt för att bilda en legering. Stålutbytesstyrka och andra egenskaper hos stålet kommer att variera beroende på procentandelen kol som har tillsatts. Att lägga till andra material som koppar, bly och mangan kan också hahar en effekt på stålutbytesstyrka. Tillverkare av metallprodukter släpper statistik om avkastningsstyrka och andra egenskaper hos specifika produkter.

Värmebehandlingar kan också påverka stålutbytesstyrkan. Syftet med en värmebehandling är att antingen stärka eller mjukgöra metallen. Uppvärmning och kylning av metallen till specificerade temperaturer med kontrollerade hastigheter förändrar metallens kristallina struktur. Kristallin struktur är en av de viktigaste faktorerna som bestämmer metallstyrka.