Jak se určuje pevnost kovu?
Když mluví o síle kovu, myslí tím jeho vlastnosti:
- Pevnost v tahu. Chcete-li měřit pevnost v tahu, musíte změřit sílu potřebnou k natažení materiálu do bodu, kdy se rozpadne. Například zlato má nízkou pevnost, protože se snadno láme, ale ocel je vysoká.
- Síla v tlaku. Toto je míra toho, jak dobře materiál odolává stlačení.Jednodušeji řečeno, jde o tvrdost materiálu. Mohsova stupnice se používá k měření tvrdosti materiálů. Tato stupnice má 10 dílků, kde 0 je nejměkčí a 10 nejtvrdší materiál. Například diamanty označují 10bodovou tvrdost.
- Mez kluzu. Mez kluzu je měřítkem toho, jak dobře konkrétní kovový výrobek odolává ohybu a trvalé deformaci.
- Otřesuvzdorné. Jedná se o schopnost materiálu odolat nárazu, aniž by se zlomil. Zpátky k diamantům, jsou 10 na Mohsově stupnici, ale mohou být zlomeny při úderu kladivem. Zatímco ocel vydrží náraz a neroztříští se na úlomky.
Který kov je nejsilnější a nejtvrdší?
Ukazuje se, že některé kovy jsou pevnější, zatímco jiné jsou tvrdší. Například z hlediska celkové pevnosti se nic nevyrovná oceli. Pokud se budeme bavit o tvrdosti, tak zde vede wolfram.A rivalem silné oceli i pevného wolframu je titan. Pojďme se podívat na vlastnosti a použití těch nejpevnějších a nejtvrdších kovů.
Uhlíková ocel
Tato slitina železa a uhlíku (odtud název) existuje již po staletí a používá se ve všech kovových aplikacích, od budov, mostů a silnic až po předměty každodenní potřeby. Uhlíková ocel má vysoké skóre ve všech čtyřech vlastnostech, které určují pevnost.
- Mez kluzu – 260 MPa.
- Pevnost v roztržení až 580 MPa.
- Tvrdost - 6 na Mohsově stupnici.
- Vysoká odolnost proti nárazu.
Nerezová ocel
Toto je speciální slitina oceli, chrómu a manganu. V důsledku míchání se získá kov odolný proti korozi s úžasnými vlastnostmi. Nerezová ocel je vhodná pro soustružení a frézování.
- Mez kluzu až 1560 MPa.
- Pevnost v roztržení až 1600 MPa.
- Vysoká odolnost proti nárazu.
- Tvrdost - 5,5 až 6,3 na Mohsově stupnici.
Tungsten
Tungsten má nejvyšší pevnost v tahu a nejvyšší bod tání ze všech přirozeně se vyskytujících kovů. V čisté formě se používá zřídka, protože je křehký a náchylný k rozbití při nárazu. Proto se leguje s jinými kovy, aby vytvořil ještě pevnější materiály.
- Pevnost v roztržení až 1725 MPa.
- Mez kluzu – 750 MPa.
- Nízká odolnost proti nárazu.
- Tvrdost - 7,5 na Mohsově stupnici tvrdosti.
Karbid wolframu
Jak jsme vysvětlili výše, wolfram je přirozeně velmi křehký, proto je legován s jinými materiály.Při kombinaci s uhlíkem se získá karbid wolframu. Tvrdost tohoto materiálu jej předurčuje k použití v nástrojích s břity, od běžných nožů po kotoučové pily. Armáda používá wolfram k výrobě granátů a střel
- Mez kluzu - od 300 do 1000 MPa.
- Pevnost v roztržení - od 500 do 1500 MPa.
- Vysoká odolnost proti nárazu.
- Tvrdost - 9 až 9,5 na Mohsově stupnici.
Titan
Často se používá v leteckém průmyslu. Čistý titan má nízkou mez kluzu - od 275 do 580 MPa. Proto se obvykle leguje, aby se získaly silnější možnosti.
- Slitiny titanu mohou mít mez kluzu až 1200 MPa.
- Pevnost v roztržení až 980 MPa.
- Tvrdost - 6 na Mohsově stupnici.
Tantalum
Vzácný žáruvzdorný kov, podobný v tomto smyslu wolframu. Vzhledem ke své vysoké ceně se v malých množstvích používá nejčastěji při výrobě složitých zařízení: výkonné kondenzátory, automobilová elektronika, chytré telefony, fotoaparáty.
- Mez kluzu – až 170 MPa.
- Pevnost v roztržení – 285 MPa.
- Vysoká odolnost proti nárazu.
- Tvrdost - 6,5 na Mohsově stupnici.