חוזק מתכת הוא בין המאפיינים המכניים החשובים ביותר, המסייעים לסיווג יישומי מתכת. לפיכך, לא ניתן להדגיש יתר על המידה את החשיבות של טבלת חוזק המתכת. מתכות מסוימות מתאימות יותר לתעשייה האווירית, בעוד שאחרות אידיאליות לרכיבים אלקטרוניים.
טבלת חוזק המתכת היא גורם מכריע המסייע למהנדסים, מעצבים ויצרנים לבחור את המתכות הטובות ביותר עבור הפרויקטים שלהם. הבנת חוזק המתכת חיונית לבחירה.
לכן, מאמר זה מפרק את כל מה שאתה צריך לדעת על חוזק מתכת. המשך לקרוא כדי ללמוד עוד.
סוגי חוזק מתכת: הפרמטרים הנפוצים בשימוש
חומרים מראים סוגים שונים של חוזקות, ללא קשר ליישומים שלהם. החוזק שמתכת מפגינה יהיה תלוי בעומס המופעל ובאופן הפעלת העומס. מדד החוזק יעזור לך לקבוע איזה חומר מתכת הוא הטוב ביותר עבור יישומים ספציפיים.
חוזק מתיחה
סוג זה של חוזק מתייחס למידת המתיחה המרבית שמתכת יכולה לעמוד לפני שבירה או פגיעה. בעיקרו של דבר, הוא מודד כמה מתח מתכת כזו יכולה לעמוד.
יתר על כן, זוהי נקודת התייחסות מצוינת לדעת את הביצועים של מתכת במהלך היישום. מתכת שעוברת את נקודת היפוק שלה עם הפעלת כוחות חיצוניים עלולה להראות עיוותים קבועים או זמניים.
ישנן שלוש חלוקות נוספות של חוזק מתיחה, כלומר:
חוזק תשואה. זה מתייחס לנקודת החוזק המקסימלית של מתכת. זהו העומס שהמתכת יכולה לעמוד בו לפני הצגת דפורמציה פלסטית. היצרנים משתמשים בנקודת התפוקה כדי לקבוע את העומס המרבי שחומר יכול לקחת. זה גם מספק אמצעי מתאים להגדרת כשל בקודים הנדסיים.
חוזק אולטימטיבי. הוא מתאר את מתח המתיחה, הגזירה או הדחיסה המקסימלי שמתכת יכולה להבטיח ללא עיוות או שבירה.
חוזק שבירה. זה מתייחס לקואורדינטת הלחץ שתמצא בעקומת המתח-מתח בכל פעם שמתכת נכשלת.
כוח ההשפעה
חוזק הפגיעה מודד את מידת הפגיעה או הכוח הפתאומי שמתכת יכולה לסבול לפני כישלון. הגבול של מתכת ועומס הפגיעה שלה מתבטא במונחים של אנרגיה.
לפיכך, חוזק ההשפעה גם עוזר למדוד כמה אנרגיה מתכת יכולה לספוג לפני שבירה, קריעה או פגיעה.
אחת התפיסות השגויות הנפוצות ביותר בתעשיית הייצור היא כי חוזק פגיעה גבוה יהיה שווה ערך לקשיות חומר מוגברת. עם זאת, זה לא תמיד המצב.
גורמים מסוימים עשויים להשפיע על חוזק ההשפעה. גורמים כאלה כוללים טמפרטורה, עובי החומר ורדיוס החריץ, המטות את הטוב לכיוון קשיות המתכת.
חוזק לחיצה
כפי שאולי ניחשתם מהשם, חוזק הלחיצה הוא הכמות המקסימלית של דחיסה או לחץ שמתכות יכולות לעמוד בו ללא נזק.
מכונת בדיקה אוניברסלית עוזרת לעיתים קרובות בבדיקת חוזק הלחיצה של מתכות. המכונה מפעילה עומס מוגבר על החומר עד שהמתכת מתחילה להתעוות.
הבוחן עשוי להפעיל את העומס על החלק התחתון והחלק העליון של המתכת. הנקודה שבה מתחיל להתרחש דפורמציה נותנת ליצרנים מבט על חוזק הלחיצה של אותה מתכת.
למה אנחנו צריכים ללמוד על חוזק מתכת?
ייצור פחים וטכניקות קשורות אחרות חורגות משימוש בכל חומר זמין. זה יותר על שימוש בסוג המתכת הנכון. התחשבות בחוזקה של המתכת תעזור לך לדעת אם היא מתאימה ליישום שלך.
הנה כמה סיבות מדוע חוזק הוא גורם חיוני בייצור:
עיצוב מבני ומכני
מהנדסים ומעצבים צריכים להבין את החוזקות של הרכיבים שלהם בכל הנוגע לאלמנטים מבניים ומכניים. ידע זה יעזור לך לזהות את הנקודה המדויקת שבה המתכת עלולה להיכשל או להישבר.
לפיכך, תהיה לך הזדמנות להגדיר גבולות תוך הגדרת אילוצים נחוצים עבור חלקים מעוצבים.
בחירת חומרים
חוזק המתכת קובע אם הרכיב המעובד שלך ישרת את מטרתו ביעילות.
מבנה עלול להתעוות בקלות אם אתה משתמש במתכת בעלת חוזק נמוך עבור יישום הדורש מתכת בעלת חוזק גבוה. לדוגמה, חלקי מכונות כבדים ידרשו מתכות בעלות חוזק גבוה. במקרים כאלה, פלדה, טיטניום, טונגסטן וכו', הם לרוב הבחירות הטובות ביותר.
שימוש במתכות בעלות חוזק נמוך עבור חלקים כאלה יהפוך אותם לחסרי תועלת עבור היישומים המיועדים להם. זה יגרום לבזבוז של מאמץ, זמן ומשאבים.
עמידות ובטיחות
כפי שהוזכר קודם לכן, חוזק מתכת הוא מדד לרמת ההשפעה שהמתכת יכולה לקחת לפני איבוד צורה. לכן, הוא קובע את העמידות של חלקים העשויים ממתכות כאלה.
זה חיוני, במיוחד עבור חלקים שעלולים להיות נתונים ליישומי מתח גבוה. יתר על כן, חוזק המתכות עוזר להגדיר מגבלות ייצור. בדרך זו, אתה יכול למנוע כשל ביישום.
הבנת דירוג החוזק של מתכות מבטיחה עיצוב בטוח של רכיבים. אתה גם תהיה בטוח שאלמנטים כאלה יכולים לתמוך כראוי בעומסים המיועדים מבלי לפגוע במשתמשים.
מהן המתכות החזקות ביותר בשימוש בייצור מתכת?
בעוד מספר מתכות משמשות בייצור מתכת מתכת, חוזקותיהן שונות. ישנן אפשרויות חזקות יותר שהיצרנים מעדיפים, בהתאם לדרישות העיצוב והיישומים.
להלן כמה מהמתכות החזקות ביותר המועדפות בדרך כלל בייצור:
פלדת פחמן
זוהי אחת הסגסוגות הנפוצות ביותר של ברזל ופחמן, והיא מדורגת גבוה עבור כל איכות המגדירה את חוזק המתכת. חוזק תפוקה של 260 MPa וחוזק מתיחה של 580 MPa מציבים אותו בין המתכות החזקות ביותר. יש לו גם עמידות בפני השפעה גבוהה.
יצרנים יכולים לייצר פלדת פחמן ברמות קשיות שונות. לעתים קרובות זה תלוי באופן משמעותי בתכולת הפחמן. ככל שכמות הפחמן עולה, חוזק הפלדה עולה.
פלדת פחמן היא אופציה מצוינת למטרות בנייה ומכשירים אחרים.
נירוסטה
זוהי סגסוגת עמידה בפני קורוזיה של פלדה, מנגן וכרום. יש לו חוזק תפוקה של כ-1,560 MPa וחוזק מתיחה של 1,600 MPa.
בדומה לאפשרויות הפלדה השונות הזמינות, זה משפיע מאוד על ההתנגדות. אחת התכונות הייחודיות של נירוסטה היא ציפוי המראה הכסוף הייחודי שלה. מתכת זו מבריקה ושבירה, והיא אינה מוכתמת בחשיפה לאוויר.
יישומי נירוסטה מסוימים כוללים כלי בישול, מכשירים כירורגיים, קרמיקה ממתכת, מכשירי חשמל וכו'.
טונגסטן
טונגסטן מתגאה בחוזק המתיחה הגבוה ביותר מבין המתכות המופיעות באופן טבעי. עם חוזק מתיחה אולטימטיבי של 1,725 MPa, אנשים רבים מתייגים אותה כמתכת הקשוחה והחזקה ביותר הקיימת באופן טבעי.
מראהו מתכתי ואפור, ולעתים קרובות הוא שביר. עם זאת, טונגסטן מגיע לעיתים קרובות עם אלמנטים אחרים כדי לפצות על שבירותו. אחת מסגסוגות כאלה היא טונגסטן קרביד, שהוא בדרך כלל קשה יותר.
החוזק של מתכת זו עוזר לה בייצור רכיבים צבאיים. זה גם בעל ערך בתעופה וחלל, כרייה ותעשיות אחרות.
טיטניום
זוהי מתכת חזקה נוספת הנוצרת באופן טבעי עם יחס חוזק מתיחה לצפיפות גבוה. הוא מפורסם יותר בזכות יחס חוזק-משקל נמוך שלו ועמידות מוגברת בפני קורוזיה.
יתרון זה הופך אותו לאופציה אידיאלית עבור תעשיות התעופה והרכב. זה שימושי גם ליישומים רפואיים וצבאיים.
טיטניום אלומיניום
מלבד טיטניום במצבו הטהור, לעתים קרובות הוא מסויג עם יסודות אחרים, מה שמשפר עוד יותר את חוזקו.
טיטניום אלומיניד היא אחת הסגסוגות החזקות ביותר. הוא מכיל אלומיניום ונדיום, בעל חוזק מתיחה של 880 מגפ"ס וחוזק תפוקה של 800 מג"פ.
כרום
כרום נכנס לרשימה הזו מכיוון שאנשים רבים רואים בו את המתכת הקשה ביותר שיש. אולי אין לו חוזק דומה למתכות אחרות, אבל הוא מציע יתרון משמעותי כאשר הוא סגסוג עם מתכות אחרות.
זהו חומר מפתח לייצור נירוסטה, מתכת בעלת דירוג גבוה בתעשיות שונות.
ברזל
ברזל הוא האופציה הרצויה עבור קנה רובה, שרשראות אופניים, כלי חיתוך וכו'. הוא משלים רשימה זו של המתכות החזקות לייצור עם חוזק תפוקה של 246 MPa וחוזק מתיחה של 414 MPa.
טבלת חוזק מתכת
בעת עיבוד חלקי מתכת, אתה צריך לדעת כמה פרמטרים חיוניים. דנו בחוזק תפוקה, חוזק מתיחה, חוזק לחיצה וחוזק השפעה בחלק המוקדם של מאמר זה.
טבלת חוזק המתכת עוזרת לך לצמצם עוד יותר את בחירתך. זה מאפשר לך להשוות את המאפיינים של חומרי מתכת שונים. זה יבטיח שתבחר את האפשרות המתאימה ליישום שלך.
להלן טבלת חוזק המתכת:
| סוגי מתכות | חוזק מתיחה (PSI) | חוזק תפוקה (PSI) | קשיות Rockwell (B-Scale) | צפיפות (ק"ג/מ"ר) |
| נירוסטה 304 | 90,000 | 40,000 | 88 | 8000 |
| אלומיניום 6061-T6 | 45,000 | 40,000 | 60 | 2720 |
| אלומיניום 5052-H32 | 33,000 | 28,000 | – | 2680 |
| אלומיניום 3003 | 22,000 | 21,000 | 20 עד 25 | 2730 |
| פלדה A36 | 58-80,000 | 36,000 | – | 7800 |
| פלדה כיתה 50 | 65,000 | 50,000 | – | 7800 |
| פליז צהוב | – | 40,000 | 55 | 8470 |
| פליז אדום | – | 49,000 | 65 | 8746 |
| נְחוֹשֶׁת | – | 28,000 | 10 | 8940 |
| ברונזה זרחנית | – | 55,000 | 78 | 8900 |
| אלומיניום ברונזה | – | 27,000 | 77 | 7700-8700 |
| טִיטָן | 63,000 | 37,000 | 80 | 4500 |
סיכום
בחירת המתכת המתאימה לפרויקט שלך היא חיונית מאוד. הוא קובע היכן חלק כזה יעמוד בדרישות התכנון או ייכשל. ברגע שאתה יודע מה המטרה של החלק המיועד שלך, טבלת חוזק המתכת תעזור לך לעשות את הבחירה הטובה ביותר.
עם זאת, אתה יכול ליצור קשר עם BE-CU.COM בכל פעם שזה מסתבך. הניסיון הרב שלנו בעיבוד מתכת יעזור לנו להוציא את המיטב מהפרויקט שלך.
