2.2.1الخواص الميكانيكية Mechanical Properties
إن الخواص الميكانيكية مثل المتانة Toughness، المقاومة Strength، الصلادة Hardness، يمكن أن تحدّد ملائمة بعض المواد الهندسية للإختيار. الشكل 11 يبين التغيرات في الخواص الميكانيكية لسبائك الحديد - كاربون مع تغيّر محتوى الكاربون. و هذا يزود المهندس بمدى واسع من سبائك الحديد-كاربون لإختيار المناسب منها. و بعد إختيار السبيكة الملائمة على أساس محتوى الكاربون، هل أن ذلك سوف يكون دالة مقبولة في التطبيق؟ إن أحد متطلبات التصميم للعجلات المسنّنة (الترس) Gear Wheels الصغيرة، أن تكون صلدة و ذلك لضمان أدنى كمية ممكنة من البلى Wear و بالتالي حفظ الدقة.
في البداية، يمكن إنتاج مثل هذه المسننات من الفولاذ الكاربوني المصلّد Hardened Carbon Steel ، و لكن الآن، مواد مثل التفنول Tufnol أو النايلون. 66. Nylon6.6 يمكن إستخدامها بهذا الخصوص، على الرغم من أن قيم الصلادة للمواد البوليمرية أقل من سبائك الحديد-كاربون، و لكن في التطبيق مسننات البوليمر Polymer Gears تؤدي وظيفتها بشكل مقبول ولا تتطلب إستخدام عملية التزييت Lubrication. و عليه، يجب أن يكون مهندس التصميم يقظاً من حيث أن الخواص النوعية التي تتميز بها المادة لاتعكس الإسلوب الذي سوف تسلكه المادة خلال التطبيق.
إن الخواص الميكانيكية للمادة، يمكن أن تحدّد أيضاً طريقة إنتاج الجزء. ففي بعض المواد، خواص المقاومة و المتانة، يمكن أن تجعل طرق التصنيع عملية صعبة و بالتالي تكون مرتفعة الكلفة. إن عامل الكلفة الإضافي، يمكن أن يكون نتيجة زياد الفترة الزمنية لعملية التصنيع أو إستخدام عدة خاصة أو كلاهما. إن حل مشكلة عملية الإنتاج يمكن أن يتم بإستخدام طريقة السباكة الدقيقة Investment Casting أو طريقة الشمع المفقود Lost-Wax Method، حيث لايتطلب المنتج النهائي عادة إستخدام عملية التشغيل Machining. ولكن، يجب أن نأخذ بنظر الإعتبار التأثير المباشر لعملية الإنتاج Production Process على الخواص الميكانيكية مثل المقاومة و المتانة. فعند إنتاج الجزء بواسطة السباكة، فإنه سوف يتميز بإتجاه بلوري Crystalline Orientation معين، و سوف لايتميز بخواص إتجاهية Directional Properties إلا عند إستخدام أساليب معينة مثل التجمد الإتجاهي Directional Solidification. أما عندما يخضع الجزء الى عملية التشكيل Forming للحصول على شكل معين، على سبيل المثال بإستخدام الطرق أو الحدادة Forging فإنه سوف يتميز بخواص إتجاهية. إن المعادن المشكلة Worked Metals، أو التراكيب المطروقة Wrought Structures تكون عادة أقوى من المسبوكات Castings باستخدام نفس المادة.
يمكن إنتاج نموذج غفل المسنّن الصغير Small Gear Blank بواسطة عملية تشكيل الغفل Blanking، من الصفيحة المدرفلة على الساخن Hot-Rolled Plate، أو فصل مقطع رقيق من القضيب المدرفل على الساخن Hot Rolled Bar، أو فصل طول معين من القضيب المدرفل على الساخن و تشكيله بالطرق (الحدادة) بشكل نموذج الغفل Blank، فعلى الرغم من أن المادة الأساس Parent Material لنماذج الغفل Blanks تتميز بخواص إتجاهية، إلا أن نماذج الغفل المفردة Inpidual Blanks تتميز بخواص إتجاهية مختلفة وهذه يمكن أن تؤثر على الخواص الميكانيكية مثل المقاومة. إن هذه الخواص ترتبط عادة بخطوط الألياف Fibres Lines التي تنساب مع تشوّه البلورة Crystal أو الحبيبة Grain الناتج من إتجاه عملية التشكيل.