Kaip nustatomas metalo stiprumas?

Kalbėdami apie metalo stiprumą, jie turi omenyje jo savybes:

• Tempimas. Norėdami išmatuoti tempimo stiprumą, turite išmatuoti jėgą, kurios reikia norint ištempti medžiagą iki taško, kuriame ji suskaidoma. Pavyzdžiui, auksas yra silpno stiprumo, nes jį lengva sulaužyti, o plienas yra aukštas.

• Gniuždymo jėga. Tai yra medžiagos atsparumo suspaudimui matas.Paprasčiau tariant, tai yra medžiagos kietumas. Medžiagų kietumui matuoti naudojama Moso skalė. Ši skalė turi 10 padalų, kur 0 yra minkštiausia, o 10 - kiečiausia medžiaga. Pavyzdžiui, deimantai reiškia 10 taškų kietumą.

• Jeigos jėga. Takumo stipris yra matas, parodantis, kaip konkretus metalo gaminys yra atsparus lenkimui ir nuolatinei deformacijai.

• Atsparus smūgiams. Tai yra medžiagos gebėjimas atlaikyti smūgius nesulaužant. Grįžtant prie deimantų, jie yra 10 pagal Moso skalę, bet smogus plaktuku gali sulaužyti. Nors plienas atlaikys smūgį ir nesuskils į fragmentus.

Koks metalas yra stipriausias ir kiečiausias?

Paaiškėjo, kad vieni metalai yra stipresni, o kiti kietesni. Pavyzdžiui, pagal bendrą stiprumą niekas neprilygsta plienui. Jei kalbėsime apie kietumą, tai čia pirmauja volframas.Ir stipraus plieno, ir kieto volframo varžovas yra titanas. Pažvelkime į stipriausių ir kiečiausių metalų savybes ir pritaikymą.

Anglinis plienas

Šis geležies ir anglies lydinys (taigi ir pavadinimas) gyvuoja šimtmečius ir yra naudojamas visose metalo srityse – nuo pastatų, tiltų ir kelių iki kasdienių daiktų. Anglinis plienas turi aukštus balus pagal visas keturias stiprumą lemiančias savybes.

• Kirkimo stiprumas – 260 MPa.
• Plyšimo stiprumas iki 580 MPa.
• Kietumas – 6 pagal Moso skalę.
• Didelis atsparumas smūgiams.

Nerūdijantis plienas

Tai specialus plieno, chromo ir mangano lydinys. Dėl maišymo gaunamas korozijai atsparus metalas, pasižymintis nuostabiomis savybėmis. Nerūdijantis plienas puikiai tinka tekinimo ir frezavimo darbams.

• Iki 1560 MPa takumo stipris.
• Plyšimo stiprumas iki 1600 MPa.
• Didelis atsparumas smūgiams.
• Kietumas – 5,5–6,3 pagal Moso skalę.

Volframas

Volframas turi didžiausią tempimo stiprumą ir aukščiausią lydymosi temperatūrą iš visų natūraliai esančių metalų. Jis retai naudojamas gryna forma, nes yra trapus ir linkęs lūžti nuo smūgio. Todėl jis legiruojamas su kitais metalais, kad būtų sukurtos dar tvirtesnės medžiagos.

• Plyšimo stiprumas iki 1725 MPa.
• Teklio stiprumas – 750 MPa.
• Mažas atsparumas smūgiams.
• Kietumas – 7,5 pagal Moho kietumo skalę.

Volframo karbidas

Kaip paaiškinome aukščiau, volframas natūraliai yra labai trapus, todėl legiruojamas su kitomis medžiagomis.Sujungus su anglimi, gaunamas volframo karbidas. Dėl šios medžiagos kietumo ji idealiai tinka įrankiams su pjovimo briaunomis, nuo įprastų peilių iki diskinių pjūklų. Kariuomenė naudoja volframą sviediniams ir raketoms gaminti

• Krovimo stipris - nuo 300 iki 1000 MPa.
• Plyšimo stipris - nuo 500 iki 1500 MPa.
• Didelis atsparumas smūgiams.
• Kietumas – 9–9,5 pagal Moso skalę.

Titanas

Dažnai naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje. Grynas titanas turi mažą takumo ribą - nuo 275 iki 580 MPa. Todėl dažniausiai jis yra legiruojamas, kad būtų gauti stipresni variantai.

• Titano lydinių takumo riba gali siekti iki 1200 MPa.
• Plyšimo stiprumas iki 980 MPa.
• Kietumas – 6 pagal Moso skalę.

Tantalas

Retas ugniai atsparus metalas, šia prasme panašus į volframą. Dėl didelių sąnaudų jis mažais kiekiais dažniausiai naudojamas sudėtingos įrangos gamyboje: galinguose kondensatoriuose, automobilių elektronikoje, išmaniuosiuose telefonuose, fotoaparatuose.

• Krovimo stipris – iki 170 MPa.
• Plyšimo stiprumas – 285 MPa.
• Didelis atsparumas smūgiams.
• Kietumas – 6,5 pagal Moso skalę.