Forskjell mellom styrke og seighet av materialer
Styrke
Styrke er stresset som et ukrakket metall tåler før det deformeres eller bryter under en enkelt påført belastning. Det er et mål på et materials evne til å motstå brudd når det blir utsatt for strekkkrefter.
Seighet
Tøffhet er mengden energi som kreves før et sprukket materiale går i stykker. Jo tøffere materiale, jo mer energi er nødvendig for å føre til at sprekken forplantes til brudd. For en gitt legering betyr lavt bruddseighet lavere duktilitet. For eksempel har glass veldig lav seighet og er derfor veldig sprøtt.
Effekt av belastning på brudd
For en komponent med en sprekk av en gitt lengde, ettersom bruddseigheten avtar, avtar komponentens evne til å motstå belastning før brudd også avtar. Motsatt, for en gitt belastning, etter hvert som bruddet seighet øker, er komponenten i stand til å tåle lengre sprekker uten å bryte. Som vist på figuren nedenfor, for en gitt legering, når strekkfastheten øker, avtar seigheten. Derfor, når både høy seighet og høy styrke er nødvendig, er det vanligvis nødvendig å bytte til en annen legering som oppfyller begge kravene.
Vurder styrke og seighet i materialvalg
Designere har ofte en tendens til å bruke materialer med høyest mulig styrke for å gjøre dem i stand til å minimere tverrsnittsområdet til en komponent. Imidlertid kan dette utilsiktet føre til bruk av materialer som ikke er tøffe nok til å motstå brudd hvis det dannes små sprekker under produksjon eller under bruk. Utmattingsstress er en mulig årsak til sprekkdannelse.
Sprekkdannelse i komponenter utsatt for utmattelsesforhold forventes vanligvis. I disse tilfellene må brudd seighet være kjent for å bestemme hvor lenge komponenten kan fortsette å brukes før sprekken forplanter seg til det punktet hvor hele tverrsnittet ikke kan støtte belastningen og komponenten går i stykker. Dette gjelder romfartskomponenter og trykkbeholdere, for eksempel kjeler.
For strukturelle komponenter utsatt for utmattelsesforhold, må designere fokusere på både styrke og seighet. Styrken må være stor nok til at materialet tåler den påførte belastningen uten deformasjon. Tøffhet må være tilstrekkelig til at metallet tåler dannelsen av utmattelseskrekker uten katastrofal svikt.
