Vad är stålstyrka?

Stålavkastningsstyrka är den mängd spänning ett stål måste genomgå för att permanent och mätbart deformeras. Avkastningsstyrkan definieras oftast som den punkt vid vilken en mätbar avvikelse har inträffat i stålet. Stålutbytet kan ökas med hjälp av värmebehandlingar eller genom att blanda andra material med stålet för att skapa en stållegering. Ingenjörer måste känna till avkastningsstyrkan för de material de använder för att säkerställa att konstruktionerna de bygger tål de spänningar som de lägger på.

Avkastningsstyrka bör inte förväxlas med draghållfasthet. Draghållfasthet är den punkt där spänningar på en metall kommer att göra att den går sönder eller knäpps. Däremot är strömstyrkan den punkt vid vilken en metall kommer att genomgå plastisk deformation. Ett material sägs ha deformerats plastiskt när det böjs under spänning och inte kan återgå till sin ursprungliga form efter att spänningen har tagits bort. Om materialet kan återgå till sin ursprungliga form kallas detta elastisk deformation. Elastisk deformation kan pågå under en tid innan en metall deformeras plastiskt.

Materialets strömstyrka bestäms i ett laboratorium med användning av ett spänningstest. Först utsätts hundratals prover av materialet för stress. Den punkt vid vilken plastisk deformation inträffar registreras för varje prov. Mätningarna beräknas sedan för att bestämma materialets avkastningsstyrka, mätt i pund per kvadrat tum (psi). Om mer spänning appliceras på materialet efter att det har nått sin sträckgränspunkt kommer materialet snart att nå sin sprickpunkt och bryta.

Den tekniska definitionen av stål är järn som har tillsatts kol för att bilda en legering. Stålavkastningsstyrka och andra egenskaper hos stålet kommer att variera beroende på procentandelen kol som har tillsatts. Tillsats av andra material som koppar, bly och mangan kan också påverka stålets hållfasthet. Tillverkare av metallprodukter släpper statistik om avkastningsstyrka och andra egenskaper hos specifika produkter.

Värmebehandlingar kan också påverka hållfastheten i stål. Syftet med en värmebehandling är att antingen stärka eller mjukgöra metallen. Uppvärmning och kylning av metallen till specificerade temperaturer vid reglerade hastigheter förändrar metallens kristallstruktur. Kristallin struktur är en av de viktigaste faktorerna som bestämmer metallstyrka.