Naprężenia i odkształcenia to pojęcia używane w kontekście np. stali. To pierwsze definiuje się jako wielkość sił działających na przedmiot, natomiast odkształcenie to produkt końcowy działającego naprężenia (deformacja). Obydwa zjawiska są niekorzystne dla stali, która jest stopem żelaza wykorzystywanym powszechnie ze względu na swoje cenne właściwości. Aby zapobiec negatywnym zjawiskom stosuje się badanie naprężeń.
Charakterystyka stali
Jest to pierwiastek szeroko wykorzystywany składający się z żelaza z węglem, ale także w mniejszej ilości innymi pierwiastkami np. mangan, chrom, nikiel, wolfram, miedź czy tytan, ale także tlen czy azot. Stal wytwarzana jest w hucie, pierwotnym produktem jest staliwo, które przerabia się za pomocą obróbki plastycznej. Gotowy produkt wykorzystywany jest do różnych wyrobów np. w motoryzacji, technice, przemyśle spożywczym, a zwłaszcza w budownictwie. Stal uważana jest za główny materiał konstrukcyjny. Aby zwiększyć jej odporność na korozję, powierzchnię można zabezpieczyć za pomocą ocynkowania czy galwanizacji. Wśród głównych zalet wymienia się wytrzymałość, ciągliwość a także możliwość spawania. Wyróżniamy stal niskowęglową, średniowęglową i wysokowęglową. Ta ostatnia jest najgorsza pod względem gięcia, możliwości cięcia czy spawania, dlatego wykorzystuje się ją np. do produkcji narzędzi, ostrzy mieczy czy noży.
Badania diagnostyczne stali
Aby zwiększyć bezpieczeństwo i zapobiec awariom, coraz popularniejsza i powszechniejsza staje się diagnostyka naprężeń, która daje informacje o tym jaki jest ich stan, na jakim etapie jest degradacja mikrostruktury oraz czy występują nieciągłości. Nieciągłości to inaczej pęknięcia, które stanowią zagrożenie podczas eksploatacji. Badanie naprężeń zalecane są przede wszystkim w przypadku, gdy następuje proces spawania, które dodatkowo wprowadza pewne ryzyko. Istnieją różne metody diagnostyki np. metoda replik, mikroskopii przenośnej, wykorzystująca specyficzne właściwości procesu propagacji fal ultradźwiękowych, wykorzystująca efekt emisji magnetoakustycznej (dla stali magnetycznej) czy wykorzystująca efekt prądów wirowych (dla stali niemagnetycznej). Naprężenia w stali powinny oscylować wokół takiej wielkości, aby nie powodowały przekroczenia wytrzymałości zmęczeniowej. Badanie naprężeń za pomocą różnych metod jest aktualnie na tyle szybkie, tanie i komfortowe, a korzyści na tyle duże, że staje się to praktyką na porządku dziennym. Stal powinna przejść próby gięcia i skręcania, a także charakteryzować się odpowiednią wytrzymałością zmęczeniową.