Jak określa się wytrzymałość metalu?

Kiedy mówią o wytrzymałości metalu, mają na myśli jego właściwości:

• Wytrzymałość na rozciąganie. Aby zmierzyć wytrzymałość na rozciąganie, musisz zmierzyć siłę potrzebną do rozciągnięcia materiału do punktu, w którym się rozpada. Na przykład złoto ma niską wytrzymałość, ponieważ łatwo je złamać, ale stal jest wysoka.

• Wytrzymałość na ściskanie. Jest to miara odporności materiału na ściskanie.Mówiąc prościej, jest to twardość materiału. Skala Mohsa służy do pomiaru twardości materiałów. Ta skala ma 10 działek, gdzie 0 to najmiększy materiał, a 10 to najtwardszy materiał. Na przykład diamenty odnoszą się do 10-punktowej twardości.

• Granica plastyczności. Granica plastyczności jest miarą tego, jak dobrze dany produkt metalowy jest odporny na zginanie i trwałe odkształcenia.

• Odporny na wstrząsy. Jest to zdolność materiału do wytrzymania uderzenia bez pękania. Wracając do diamentów, mają one 10 w skali Mohsa, ale można je złamać, uderzając młotkiem. Podczas gdy stal wytrzyma uderzenie i nie rozbije się na kawałki.

Który metal jest najsilniejszy i najtwardszy?

Okazuje się, że niektóre metale są mocniejsze, a inne twardsze. Na przykład pod względem ogólnej wytrzymałości nic nie może się równać ze stalą. Jeśli mówimy o twardości, to tutaj prym wiedzie wolfram.A rywalem zarówno mocnej stali, jak i litego wolframu jest tytan. Przyjrzyjmy się właściwościom i zastosowaniom najmocniejszych i najtwardszych metali.

Stal węglowa

Ten stop żelaza i węgla (stąd nazwa) istnieje od wieków i jest używany we wszystkich zastosowaniach metalowych, od budynków, mostów i dróg po przedmioty codziennego użytku. Stal węglowa osiąga wysokie wyniki we wszystkich czterech właściwościach określających wytrzymałość.

• Granica plastyczności – 260 MPa.
• Wytrzymałość na rozdarcie do 580 MPa.
• Twardość - 6 w skali Mohsa.
• Wysoka odporność na uderzenia.

Stal nierdzewna

To specjalny stop stali, chromu i manganu. W wyniku mieszania uzyskuje się odporny na korozję metal o niesamowitych właściwościach. Stal nierdzewna doskonale nadaje się do toczenia i frezowania.

• Granica plastyczności do 1560 MPa.
• Wytrzymałość na rozdarcie do 1600 MPa.
• Wysoka odporność na uderzenia.
• Twardość - 5,5 do 6,3 w skali Mohsa.

Wolfram

Wolfram ma najwyższą wytrzymałość na rozciąganie i najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich naturalnie występujących metali. Rzadko jest używany w czystej postaci, ponieważ jest kruchy i podatny na pękanie pod wpływem uderzenia. Dlatego jest stopiony z innymi metalami, aby stworzyć jeszcze mocniejsze materiały.

• Wytrzymałość na rozdarcie do 1725 MPa.
• Granica plastyczności – 750 MPa.
• Niska odporność na uderzenia.
• Twardość - 7,5 w skali Mohsa.

Węglik wolframu

Jak wyjaśniliśmy powyżej, wolfram jest naturalnie bardzo kruchy, dlatego jest dodawany do innych materiałów.W połączeniu z węglem otrzymuje się węglik wolframu. Twardość tego materiału sprawia, że idealnie nadaje się do stosowania w narzędziach z krawędziami tnącymi, od konwencjonalnych noży po piły tarczowe. Wojsko używa wolframu do produkcji pocisków i pocisków

• Granica plastyczności - od 300 do 1000 MPa.
• Wytrzymałość na rozrywanie - od 500 do 1500 MPa.
• Wysoka odporność na uderzenia.
• Twardość - od 9 do 9,5 w skali Mohsa.

Tytan

Często używany w przemyśle lotniczym. Czysty tytan ma niską granicę plastyczności - od 275 do 580 MPa. Dlatego zwykle jest stopowany, aby uzyskać mocniejsze opcje.

• Stopy tytanu mogą mieć granicę plastyczności do 1200 MPa.
• Wytrzymałość na rozdarcie do 980 MPa.
• Twardość - 6 w skali Mohsa.

Tantalum

Rzadki ogniotrwały metal, podobny w tym sensie do wolframu. Ze względu na wysoki koszt jest stosowany w małych ilościach najczęściej w produkcji skomplikowanych urządzeń: kondensatorów dużej mocy, elektroniki samochodowej, smartfonów, aparatów fotograficznych.

• Granica plastyczności – do 170 MPa.
• Wytrzymałość na rozdarcie – 285 MPa.
• Wysoka odporność na uderzenia.
• Twardość - 6,5 w skali Mohsa.