Deformationsegenskaper

Deformationsegenskaper beskriver hvordan materialer oppfører seg når de utsettes for krefter som fører til deformasjon. De omfatter elastisk deformasjon, plastisk deformasjon og tids- og temperaturavhengige endringer, som kryp i metaller og visko-plastisk oppførsel i polymerer.

Elastisk deformasjon er reversibel: belastning under flytegrensen får materialet til å deformeres elastisk og returnere til opprinnelig form når belastningen fjernes. Innenfor det elastiske området følger materialet Hookes lov og karakteriseres av Youngs modulus E. Grensen der elastisk oppførsel opphører kalles proportionalitetsgrense eller flytegrense.

Ved belastning som overskrider flytegrensen oppstår plastisk deformasjon; deformasjonen blir permanent. Duktilitet beskriver evnen til å deformeres betydelig før brudd, mens sprøhet beskriver liten eller ingen plastisk deformasjon før feil. Viktige mål for deformasjonsegenskapene er flytegrense, maksimal strekkstyrke og endringer i tverrsnitt ved brudd (reduksjon i areal). Andre relevante trekk er Poissons forhold og materialets arbeidsholdbarhet eller formbarhet.

Måling og testing av deformationsegenskaper skjer ofte med strekkprøving, som gir Youngs modulus, flytegrense, maksimal strekkstyrke og elongation. Torsjonstester og bøyeprøver gir informasjon om seighet og formbarhet. Langsiktige deformasjoner vurderes gjennom kryp, mens temperatur og belastningsrate påvirker oppførselen betydelig, særlig for polymerer og keramikk.

Materialer varierer betydelig i disse egenskapene. Stål og aluminium har høy stivhet og ulik duktilitet, keramikk er ofte sprø, mens polymerer viser bred variasjon i stivhet og formbarhet. De deformationsegenskapene er avgjørende for ingeniørdesign og materialvalg, og avgjør hvor mye en komponent kan deformeres før skade eller utmattingsfeil oppstår.