Πώς προσδιορίζεται η αντοχή του μετάλλου;

Όταν μιλούν για την αντοχή ενός μετάλλου, εννοούν τις ιδιότητες του:

• Αντοχή σε εφελκυσμό. Για να μετρήσετε την αντοχή σε εφελκυσμό, θα πρέπει να μετρήσετε τη δύναμη που χρειάζεται για να τεντώσει ένα υλικό μέχρι το σημείο που θα σπάσει. Για παράδειγμα, ο χρυσός έχει χαμηλή αντοχή επειδή σπάει εύκολα, αλλά ο χάλυβας είναι υψηλός.

• Θλιπτική αντοχή. Αυτό είναι ένα μέτρο του πόσο καλά αντέχει το υλικό στη συμπίεση.Με πιο απλά λόγια, αυτή είναι η σκληρότητα του υλικού. Η κλίμακα Mohs χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της σκληρότητας των υλικών. Αυτή η κλίμακα έχει 10 υποδιαιρέσεις, όπου το 0 είναι το πιο μαλακό και το 10 το πιο σκληρό υλικό. Για παράδειγμα, τα διαμάντια αναφέρονται σε σκληρότητα 10 σημείων.

• Δύναμη απόδοσης. Η αντοχή διαρροής είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα συγκεκριμένο μεταλλικό προϊόν αντιστέκεται στην κάμψη και τη μόνιμη παραμόρφωση.

• Ανθεκτικό στους κραδασμούς. Αυτή είναι η ικανότητα ενός υλικού να αντέχει την κρούση χωρίς να σπάει. Πίσω στα διαμάντια, είναι 10 στην κλίμακα Mohs, αλλά μπορούν να σπάσουν όταν χτυπηθούν με ένα σφυρί. Ενώ ο χάλυβας θα αντέξει την κρούση και δεν θα σπάσει σε θραύσματα.

Ποιο μέταλλο είναι το πιο δυνατό και πιο σκληρό;

Αποδεικνύεται ότι ορισμένα μέταλλα είναι ισχυρότερα, ενώ άλλα είναι πιο σκληρά. Για παράδειγμα, όσον αφορά τη συνολική αντοχή, τίποτα δεν συγκρίνεται με το ατσάλι. Αν μιλάμε για σκληρότητα, τότε το βολφράμιο είναι το προβάδισμα εδώ.Και ο αντίπαλος τόσο του ισχυρού χάλυβα όσο και του συμπαγούς βολφραμίου είναι το τιτάνιο. Ας ρίξουμε μια ματιά στις ιδιότητες και τις εφαρμογές των ισχυρότερων και σκληρότερων μετάλλων.

Ανθρακούχο χάλυβα

Αυτό το κράμα σιδήρου και άνθρακα (εξ ου και το όνομα) υπάρχει εδώ και αιώνες και χρησιμοποιείται σε όλες τις μεταλλικές εφαρμογές, από κτίρια, γέφυρες και δρόμους μέχρι καθημερινά αντικείμενα. Ο ανθρακούχος χάλυβας έχει υψηλή βαθμολογία και στις τέσσερις ιδιότητες που καθορίζουν την αντοχή.

• Ισχύς διαρροής – 260 MPa.
• Δύναμη σε σχίσιμο έως 580 MPa.
• Σκληρότητα - 6 στην κλίμακα Mohs.
• Υψηλή αντοχή σε κρούση.

Ανοξείδωτο ατσάλι

Πρόκειται για ένα ειδικό κράμα χάλυβα, χρωμίου και μαγγανίου. Ως αποτέλεσμα της ανάμειξης, λαμβάνεται ένα ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο με εκπληκτικές ιδιότητες. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι κατάλληλος για τόρνευση και φρεζάρισμα.

• Ισχύς διαρροής έως 1560 MPa.
• Δύναμη σε σχίσιμο έως 1600 MPa.
• Υψηλή αντοχή σε κρούση.
• Σκληρότητα - 5,5 έως 6,3 στην κλίμακα Mohs.

Tungsten

Το Το βολφράμιο έχει την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό και το υψηλότερο σημείο τήξης από οποιοδήποτε φυσικό μέταλλο. Χρησιμοποιείται σπάνια στην καθαρή του μορφή, καθώς είναι εύθραυστο και επιρρεπές στο σπάσιμο από την κρούση. Ως εκ τούτου, είναι κράμα με άλλα μέταλλα για να δημιουργηθούν ακόμη πιο δυνατά υλικά.

• Δύναμη σε σχίσιμο έως 1725 MPa.
• Ισχύς διαρροής – 750 MPa.
• Χαμηλή αντίσταση κρούσης.
• Σκληρότητα - 7,5 στην κλίμακα σκληρότητας Mohs.

καρβίδιο βολφραμίου

Όπως εξηγήσαμε παραπάνω, το βολφράμιο είναι από τη φύση του πολύ εύθραυστο, επομένως είναι κράμα με άλλα υλικά.Όταν συνδυάζεται με άνθρακα, λαμβάνεται καρβίδιο βολφραμίου. Η σκληρότητα αυτού του υλικού το καθιστά ιδανικό για χρήση σε εργαλεία με κοπτικές άκρες, από συμβατικά μαχαίρια μέχρι κυκλικά πριόνια. Ο στρατός χρησιμοποιεί βολφράμιο για την κατασκευή βλημάτων και βλημάτων

• Ισχύς διαρροής - από 300 έως 1000 MPa.
• Δύναμη σχισίματος - από 500 έως 1500 MPa.
• Υψηλή αντοχή σε κρούση.
• Σκληρότητα - 9 έως 9,5 στην κλίμακα Mohs.

Titanium

Χρησιμοποιείται συχνά στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Το καθαρό τιτάνιο έχει χαμηλή αντοχή διαρροής - από 275 έως 580 MPa. Επομένως, συνήθως γίνεται κράμα για να αποκτηθούν ισχυρότερες επιλογές.

• Τα κράματα τιτανίου μπορούν να έχουν αντοχή διαρροής έως και 1200 MPa.
• Δύναμη σε σχίσιμο έως 980 MPa.
• Σκληρότητα - 6 στην κλίμακα Mohs.

Ταντάλιο

Ένα σπάνιο πυρίμαχο μέταλλο, παρόμοιο με αυτή την έννοια με το βολφράμιο. Λόγω του υψηλού κόστους του, χρησιμοποιείται σε μικρές ποσότητες και συχνότερα στην παραγωγή σύνθετου εξοπλισμού: ισχυροί πυκνωτές, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, smartphones, κάμερες.

• Ισχύς διαρροής – έως 170 MPa.
• Δύναμη σχισίματος – 285 MPa.
• Υψηλή αντοχή σε κρούση.
• Σκληρότητα - 6,5 στην κλίμακα Mohs.