* Tipo di forza: È una forza di trazione (tiro), forza di compressione (spinta), forza di taglio (scorrimento) o forza torsionale (torsione)?
* magnitudo della forza: Quanto è forte la forza?
* Durata della forza: È un impatto improvviso o una forza sostenuta?
* Temperatura: Il metallo è caldo o freddo?
* Proprietà materiali: Che tipo di metallo è (acciaio, alluminio, rame, ecc.)?
Ecco una ripartizione di alcune risposte comuni alle forze applicate ai metalli:
Deformazione elastica:
* Piccole forze: Il metallo può deformarsi elasticamente , nel senso che tornerà alla sua forma originale quando la forza viene rimossa. È come allungare un elastico.
* Curva a deformazione da stress: Questo è un grafico che mostra come il metallo si deforma in forza crescente. La regione elastica della curva rappresenta il punto in cui la deformazione è reversibile.
Deformazione in plastica:
* Forze più grandi: Se la forza supera il limite elastico del metallo, il metallo deformerà plasticamente , nel senso che cambierà permanentemente forma. È come piegare una clip di carta.
* Resistenza a snervamento: Questo è il punto sulla curva della deformazione da sollecitazione in cui il metallo inizia a deformarsi in modo permanente.
* Indurimento di lavoro: Mentre il metallo subisce una deformazione plastica, diventa sempre più difficile. Questo perché la struttura interna del metallo viene riorganizzata.
Frattura:
* Forze estremamente alte: Se la forza è abbastanza forte, il metallo può frattura o rompere.
* Ultimate Tensile Forza: Questo è il punto sulla curva della deformazione da sollecitazione in cui il metallo non può più supportare più carico.
* Duttilità: Questa è una misura di quanto un metallo può essere allungato o deformato prima che si rompa.
Altri effetti:
* Creep: Sotto carico prolungato, alcuni metalli possono lentamente deformarsi nel tempo, anche a temperature al di sotto del punto di snervamento.
* Fatica: I cicli di sollecitazione ripetuti possono portare a crepe microscopiche nel metallo, che possono infine causare guasti.
* Generazione di calore: Quando una forza viene applicata al metallo, parte dell'energia viene convertita in calore.
Esempi:
* Tira su un filo: Il filo si estende elasticamente fino a quando la forza supera la sua resistenza alla snervamento, a quel punto inizia a deformarsi permanentemente. Se la forza aumenta ulteriormente, il filo alla fine si romperà.
* Piegare un'asta di metallo: L'asta si piegherà elasticamente fino a raggiungere il suo punto di snervamento, a quel punto si piegherà permanentemente.
* Colpire un chiodo con un martello: La forza di impatto provoca la deformazione plastica della testa del chiodo, guidandola nel legno.
Comprendere come i metalli rispondono alle forze è cruciale per l'ingegneria, in quanto consente la progettazione di strutture, macchine e strumenti sicuri e affidabili.
