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材料の14の異なる機械的特性のリスト

材料特性とは何ですか？

材料の特性は、ある材料の強烈な特性、つまり、材料の量に依存しない物理的特性です。これらの定量的特性は、ある材料と別の材料の利点を比較するための指標として使用でき、それによって材料の選択に役立ちます。

プロパティは、定数の場合もあれば、温度などの1つ以上の独立変数の関数の場合もあります。材料の特性は、測定される材料の方向に応じてある程度変化することがよくあります。この状態は異方性と呼ばれます。

さまざまな物理現象に関連する材料特性は、多くの場合、特定の動作範囲で線形（またはほぼ線形）に動作します。それらを線形関数としてモデル化すると、プロパティの記述に使用される微分構成方程式を大幅に簡略化できます。

関連する材料特性を説明する方程式は、システムの属性を予測するためによく使用されます。

特性は、標準化されたテスト方法によって測定されます。そのような方法の多くは、それぞれのユーザーコミュニティによって文書化されており、インターネットを通じて公開されています。 ASTMインターナショナルを参照してください。

材料の機械的特性のリスト

いくつかの一般的な機械的および物理的特性の説明は、製品設計者が特定のアプリケーションの材料を選択する際に検討できる情報を提供します。

それらの定義を拡張する：

1。導電率

熱伝導率は、材料を流れる熱量の尺度です。これは、単位時間あたり、単位断面積あたり、単位長さあたり1度として測定されます。熱伝導率の低い材料を断熱材として使用でき、熱伝導率の高い材料をヒートシンクとして使用できます。

高い熱伝導率を示す金属は、熱交換器や冷凍などの用途での使用の候補になります。高温用途では低熱伝導率の材料を使用できますが、高温部品には高熱伝導率が必要な場合が多いため、環境を理解することが重要です。

電気伝導率も同様で、既知の断面積と長さの材料を介して伝達される電気の量を測定します。

2。耐食性

耐食性とは、大気、湿気、またはその他の物質による自然の化学的または電気化学的攻撃を防ぐ材料の能力を表します。腐食には、孔食、ガルバニック反応、応力腐食、分離、粒界など、さまざまな形態があります（その多くは他のニュースレター版で説明されています）。

耐食性は、1年間に腐食が浸透する最大深さ（ミル）で表すことができます。これは、特定のテストまたはサービスの存続期間中に発生する浸透の線形外挿に基づいています。

本質的に耐食性のある材料もあれば、メッキやコーティングを追加することで恩恵を受ける材料もあります。腐食に抵抗するファミリーに属する多くの金属は、それから完全に安全ではなく、それらが動作する特定の環境条件の影響を受けます。

3。密度

密度は、多くの場合、ポンド/立方インチ、またはグラム/立方センチメートルなどで表され、単位体積あたりの合金の質量を表します。合金の密度によって、特定のサイズのコンポーネントの重量が決まります。

この要素は、重量が重要な航空宇宙や自動車などのアプリケーションで重要です。より軽量のコンポーネントを探しているエンジニアは、密度の低い合金を探すかもし​​れませんが、強度と重量の比率を考慮する必要があります。

たとえば、低密度の材料よりも高い強度を提供する場合は、鋼のような高密度の材料を選択できます。そのような部品を薄くして、より少ない材料でより高い密度を補うことができます。

4。延性/可鍛性

延性とは、材料が破壊することなく塑性変形（つまり、伸び）し、荷重が除去されたときに新しい形状を保持する能力です。与えられた金属をワイヤーに伸ばす能力と考えてください。

延性は、引張試験を使用して、伸びのパーセンテージ、または破損前のサンプルの断面積の減少として測定されることがよくあります。引張試験は、多くの設計計算で使用される重要な応力/ひずみ比であるヤング率または弾性係数を決定するためにも使用できます。

材料が応力下での亀裂や破損に耐える傾向があるため、延性のある材料は、圧延や延伸などの他の金属加工プロセスに適しています。冷間加工のような他の特定のプロセスでは、金属の延性が低下する傾向があります。

物性である展性は、金属が壊れることなく形成される能力を表します。圧力または圧縮応力は、材料をより薄いシートにプレスまたは圧延するために使用されます。展性の高い材料は、破損することなく、より高い圧力に耐えることができます。

5。弾力性、剛性

弾性は、歪んだ力を取り除くと、材料が元のサイズと形状に戻る傾向を表します。可塑性を示す材料（形状の変化が元に戻らない）とは対照的に、弾性材料は、応力が除去されると以前の構成に戻ります。

金属の剛性は、多くの場合、応力（加えられた力）とひずみ（結果として生じる変形）の関係を比較するヤング率によって測定されます。弾性率が高いほど、つまり応力が大きいほど、変形が比例して少なくなり、材料が硬くなります。

ガラスは剛性/高弾性率の材料の例であり、ゴムは低剛性/低弾性率を示す材料です。これは、負荷がかかった状態で剛性が必要なアプリケーションにとって重要な設計上の考慮事項です。

6。破壊靭性

耐衝撃性は、衝撃に耐える材料の能力の尺度です。短期間に発生する衝突への衝撃の影響は、通常、長期間にわたって加えられる弱い力の影響よりも大きくなります。

したがって、アプリケーションに衝撃のリスクが高い場合は、耐衝撃性を考慮する必要があります。特定の金属は、静的負荷の下では許容できる性能を発揮しますが、動的負荷下または衝突を受けると機能しなくなります。ラボでは、衝撃は一般的なシャルピー試験で測定されることがよくあります。この試験では、加重振り子が機械加工されたVノッチの反対側のサンプルに衝突します。

7。硬度

硬度は、永久的なへこみ（つまり塑性変形）に耐える材料の能力として定義されます。通常、材料が硬いほど、摩耗や変形に対する耐性が高くなります。したがって、硬度という用語は、材料の局所的な表面剛性、または引っかき傷、摩耗、または切断に対するその耐性も指します。

硬度は、ブリネル、ロックウェル、ビッカースなどの方法を使用して測定されます。これらの方法では、鋼球、ダイヤモンド、または別の圧子など、より硬い材料によるくぼみの深さと面積が測定されます。

8。可塑性

弾性の逆である塑性は、成形力を受けたときに特定の固体材料が新しい形状を保持する傾向を表します。それは、材料を曲げたり、永久に新しい形に加工したりすることを可能にする品質です。材料は降伏点で弾性挙動から塑性に移行します。

9。強さ–倦怠感

疲労は、材料の引張強度よりも小さい最大値を持つ繰り返しまたは変動する応力（たとえば、荷重または除荷）の下で破壊を引き起こす可能性があります。より高い応力は故障までの時間を加速し、逆もまた同様であるため、応力と故障までのサイクルの間には関係があります。

したがって、疲労限度とは、特定のサイクル数で金属が耐えることができる最大応力（変数）を指します。

逆に、疲労寿命測定では、荷重を固定して、材料が破損するまでに耐えられる荷重サイクル数を測定します。繰り返し荷重条件にさらされるコンポーネントを設計する場合、疲労強度は重要な考慮事項です。

10。強度–せん断

せん断強度は、方向と応力の大きさが重要なボルトや梁などの用途で考慮事項です。せん断は、方向性のある力によって金属の内部構造が粒状レベルでそれ自体に対してスライドするときに発生します。

11。強さ–緊張

最も一般的な金属特性の尺度の1つは、引張強度、つまり極限強度です。引張強さは、金属の一部が破損する前に耐えることができる荷重の量を指します。実験室でのテストでは、金属は伸びますが、弾性変形の領域を介して元の形状に戻ります。

永久変形または塑性変形（降伏として測定）のポイントに達すると、荷重を取り除いても細長い形状を維持します。引張点では、荷重によって金属が最終的に破壊されます。

この測定は、脆い材料とより延性のある材料を区別するのに役立ちます。引張強度または極限引張強度は、1平方ミリメートルあたりのニュートン（メガパスカルまたはMPa）または1平方インチあたりのポンドで測定されます。

12。強さ–歩留まり

概念と寸法が引張強度と同様に、降伏強度は、荷重がかかった状態の材料が元の位置または形状に戻らなくなるポイントを表します。変形は弾性から塑性に移行します。

設計計算には、荷重下での寸法の完全性の限界を理解するための降伏点が含まれます。引張強度と同様に、降伏強度は1平方ミリメートルあたりのニュートン（メガパスカルまたはMPa）または1平方インチあたりのポンドで測定されます。

13。タフネス

耐衝撃性と同様のシャルピー衝撃試験を使用して測定された靭性は、特定の温度で破壊することなく衝撃を吸収する材料の能力を表します。低温では耐衝撃性が低くなることが多いため、材料がよりもろくなる可能性があります。

シャルピー値は通常、アプリケーションで低温の可能性が存在する場合（たとえば、オフショア石油プラットフォーム、石油パイプラインなど）、または瞬間的な負荷が考慮される場合（たとえば、軍隊または航空機アプリケーションでの弾道封じ込め）の鉄合金で規定されます。

14。耐摩耗性

耐摩耗性は、2つの材料が互いに擦れる影響に耐える材料の能力の尺度です。これには、接着、擦り傷、引っかき傷、えぐり、かじりなど、さまざまな形態があります。

材料の硬度が異なる場合、より柔らかい金属が最初に効果を発揮し始める可能性があり、その管理は設計の一部である可能性があります。転がりでも異物が存在するため、摩耗を引き起こす可能性があります。耐摩耗性は、特定の負荷での特定の摩耗サイクル数に対する質量損失の量として測定できます。

その他の機械的特性

音響特性

原子特性

化学的性質

電気的特性

磁気特性

製造プロパティ

光学特性

放射線特性

熱特性

よくある質問

材料の7つの特性は何ですか？

材料の物理的性質：

材料の特性は例で説明されていますか？

物性とは、材料の組成を変えずに観察・測定できる物性のことです。例としては、色、硬度、臭い、凝固点、融点、沸点などがあります。化学的性質は、化学反応を観察することによって発見されます。

材料の3つの特性は何ですか？

材料の4つの特性は、質量、靭性、硬度、および展性です。材料は、そのコンパクトさに応じて自然界に存在します。材料は、それらが存在する3つの一般的な状態に分類されます。それらは、固体の液体と気体です。

材料の10の特性は何ですか？

いくつかの一般的な機械的および物理的特性の説明は、製品設計者が特定のアプリケーションの材料を選択する際に検討できる情報を提供します。

4種類の素材は何ですか？

材料は通常、金属、ポリマー、セラミック、複合材料の4つの主要なグループに分けられます。

すべての資料に共通する特性は何ですか？

さまざまな材料で考慮される一般的な機械的特性は、剛性、靭性、強度、延性、硬度、および耐衝撃性です。材料の機械的特性は一定ではありません。熱や負荷率などのさまざまな条件にさらされると、継続的に変化します。

材料の2つの主要な特性は何ですか？

材料の重要な特性は次のとおりです。

材料の観点からの特性とは何ですか？

科学では、プロパティは材料または物質を説明するものです。その素材の特徴です。たとえば、素材の硬さ、色、形状などです。弾力性はゴムの特性です。言い換えれば、ゴムは弾力性があります。

マテリアルの分類とは、マテリアルの2つのプロパティを記述したものですか？

物質は問題であり、オブジェクトは構成されています。定義するのは比較的広い用語です。それらはそれらの特性に基づいて分類されます。硬度、強度、剛性、熱伝導率、熱容量、透磁率、磁性などの特性があります。

金属材料の5つの特性は何ですか？

金属は光沢があり、展性があり、延性があり、熱と電気の優れた伝導体です。

材料の構造特性とは何ですか？

構造材料は、荷重に耐えるものです。支持荷重に関連する材料の重要な特性は、弾性率、降伏強度、極限引張強さ、硬度、延性、破壊靭性、疲労、および耐クリープ性です。

資料について何を知っていますか？

マテリアルは、オブジェクトを構成する物質または物質の混合物です。材料は、純粋または不純、生物または非生物の物質である可能性があります。材料は、その物理的および化学的特性、あるいは地質学的起源または生物学的機能に基づいて分類できます。

材料の特性はその用途にどのように関連していますか？

オブジェクトとそれが作られている材料との間に違いがあること。その異なる材料は異なる特性を持っています。材料の特性が特定の用途への適合性を決定すること。キープロパティの定義（例：吸収性と柔軟性。

材料をグループに分類することの特性は何ですか？

オブジェクトは、光沢、硬さ/柔らかさ、透明度、溶解性、浮力、磁石への引力、熱伝導、電気伝導などの特性に基づいてグループ化されます。材料は、それらが持つ光沢/光沢に基づいて、光沢と非光沢にグループ化できます。

マテリアルを分類する基本の5つのプロパティは何ですか？

材料を分類できる5つのプロパティは次のとおりです。

特性に基づいて材料をどのように分類しますか？

固体材料は、金属、セラミック、ポリマーの3つの基本的な分類に便利に分類されています。このスキームは主に化学的構成と原子構造に基づいており、いくつかの中間体がありますが、ほとんどの材料は1つの異なるグループまたは別のグループに分類されます。

材料の機能特性は何ですか？

機能性材料とは、エネルギーハーベスティングやストレージ、メモリ、通信デバイスなどのアプリケーションに望ましい電子的、磁気的、光学的、圧電的特性を備えた材料です。

オブジェクトのプロパティは何ですか？

オブジェクトの基本的なプロパティは、4つの部分からなる名前（名前、タイプ、インスタンス、バージョン）で識別されるアイテムであり、所有者、ステータス、プラットフォーム、リリースも含まれます。

子供に資料をどのように説明しますか？

材料とは、名前のある物質のことです。例：チョーク、紙、木、鉄、空気、水、粘土、プラスチック、ゴム、石、皮革、ワックス。すべてが材料で構成されています。何かを作りたいときは、その仕事に最適な素材を選ぶ必要があります。

クラス6に分類される材料は何ですか？

木と紙は光沢のない素材です。ガラスと鉄は光沢のある素材です。ガラスは透明、紙は半透明、木と鉄は不透明な素材です。木と鉄は硬い素材で、紙とガラスは柔らかい素材です。

電気を通す能力がある材料の特性は何ですか？

金属は一般的に非常に優れた導体であり、電流を流しやすくします。電流が流れにくい材料を絶縁体と呼びます。プラスチック、木材、ゴムなどのほとんどの非金属材料は絶縁体です。

素材の機能は何ですか？

それは製造、エンジニアリング、財務と同じくらい重要です。標準製品を製造するには、適切な品質の材料を供給することが不可欠です。材料の浪費を回避することは、生産コストの管理に役立ちます。あらゆる種類の懸念事項には、材料管理が不可欠です。


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