Kā nosaka metāla stiprību?

Kad viņi runā par metāla izturību, viņi domā tā īpašības:

• Stiepes izturība. Lai izmērītu stiepes izturību, jums jāizmēra spēks, kas nepieciešams, lai izstieptu materiālu līdz punktam, kurā tas sadalās. Piemēram, zeltam ir zema stiprība, jo to ir viegli salauzt, bet tērauds ir augsts.

• Spiedes spēks. Tas parāda, cik labi materiāls iztur saspiešanu.Vienkāršāk sakot, tā ir materiāla cietība. Materiālu cietības mērīšanai izmanto Mosa skalu. Šai skalai ir 10 iedaļas, kur 0 ir mīkstākais un 10 ir cietākais materiāls. Piemēram, dimanti attiecas uz 10 punktu cietību.

• Radības spēks. Tecības izturība ir mērs, cik labi konkrēts metāla izstrādājums iztur lieces un paliekošas deformācijas.

• Izturīgs pret triecieniem. Tā ir materiāla spēja izturēt triecienu, nesalaužot. Atgriežoties pie dimantiem, tie ir 10 pēc Mosa skalas, taču tie var tikt saplīsuši, trāpot ar āmuru. Kamēr tērauds izturēs triecienu un nesadalīsies šķembās.

Kurš metāls ir stiprākais un cietākais?

Izrādās, ka daži metāli ir stiprāki, bet citi cietāki. Piemēram, kopējās izturības ziņā nekas nav salīdzināms ar tēraudu. Ja mēs runājam par cietību, tad volframs šeit ir vadībā.Un gan stiprā tērauda, gan cietā volframa sāncensis ir titāns. Apskatīsim stiprāko un cietāko metālu īpašības un pielietojumu.

Oglekļa tērauds

Šis dzelzs un oglekļa sakausējums (tātad arī nosaukums) ir pastāvējis gadsimtiem ilgi un tiek izmantots visos metāla pielietojumos, sākot no ēkām, tiltiem un ceļiem līdz ikdienas priekšmetiem. Oglekļa tēraudam ir augsts vērtējums visās četrās īpašībās, kas nosaka izturību.

• Izneses spēks – 260 MPa.
• Plēša izturība līdz 580 MPa.
• Cietība – 6 pēc Mosa skalas.
• Augsta triecienizturība.

Nerūsējošais tērauds

Šis ir īpašs tērauda, hroma un mangāna sakausējums. Sajaukšanas rezultātā tiek iegūts korozijizturīgs metāls ar pārsteidzošām īpašībām. Nerūsējošais tērauds ir labi piemērots virpošanai un frēzēšanai.

• Izneses stiprums līdz 1560 MPa.
• Plēša izturība līdz 1600 MPa.
• Augsta triecienizturība.
• Cietība - 5,5 līdz 6,3 pēc Mosa skalas.

Volframs

Volframam ir visaugstākā stiepes izturība un augstākā kušanas temperatūra no jebkura dabā sastopamā metāla. Tīrā veidā to izmanto reti, jo tas ir trausls un var salūzt trieciena rezultātā. Tāpēc tas tiek leģēts ar citiem metāliem, lai radītu vēl stiprākus materiālus.

• Plēša izturība līdz 1725 MPa.
• Izneses spēks – 750 MPa.
• Zema triecienizturība.
• Cietība - 7,5 pēc Mosa cietības skalas.

Volframa karbīds

Kā paskaidrojām iepriekš, volframs dabiski ir ļoti trausls, tāpēc tas ir leģēts ar citiem materiāliem.Kombinējot ar oglekli, tiek iegūts volframa karbīds. Šī materiāla cietība padara to ideāli piemērotu lietošanai instrumentos ar griešanas malām, sākot no parastajiem nažiem līdz ripzāģiem. Militārie spēki izmanto volframu čaulu un raķešu izgatavošanai

• Izneses spēks - no 300 līdz 1000 MPa.
• Plēsuma izturība - no 500 līdz 1500 MPa.
• Augsta triecienizturība.
• Cietība - no 9 līdz 9,5 pēc Mosa skalas.

Titāns

Bieži izmanto kosmosa rūpniecībā. Tīram titānam ir zema tecēšanas robeža - no 275 līdz 580 MPa. Tāpēc to parasti sakausē, lai iegūtu spēcīgākas iespējas.

• Titāna sakausējumu tecēšanas robeža var būt līdz 1200 MPa.
• Plēšama izturība līdz 980 MPa.
• Cietība – 6 pēc Mosa skalas.

Tantāls

Rets ugunsizturīgs metāls, šajā ziņā līdzīgs volframam. Augsto izmaksu dēļ to nelielos daudzumos visbiežāk izmanto sarežģītu iekārtu ražošanā: jaudīgi kondensatori, automobiļu elektronika, viedtālruņi, kameras.

• Izneses spēks – līdz 170 MPa.
• Plēšanas spēks – 285 MPa.
• Augsta triecienizturība.
• Cietība - 6,5 pēc Mosa skalas.