טבלת חוזק מתכת

חוזק מתכת
ג'ק שקר מומחה לעיבוד שבבי CNC

מתמחה ב כרסום CNC, מפנה CNC, הדפסת 3D, יציקת אורטאן, ו ייצור פח מתכת שירותים.

חוזקה של מתכת הוא גורם חשוב בקביעת התאמתה ליישום מסוים. ניתן להשתמש במתכות חזקות יותר ביישומים מבניים, כגון בבניית מבנים, גשרים ותשתיות אחרות, שם הן נתונות לעומסים ולחצים גבוהים. הם יכולים לשמש גם בייצור של רכיבים מכניים, כגון גלגלי שיניים, צירים ומסבים, שם עליהם להיות מסוגלים לעמוד ברמות גבוהות של כוח. מאמר זה מסכם את החוזק והתכונות המכניות של מתכות נפוצות בדרגות שונות או סגסוגות לעיונך.

סוגים שונים של חוזק מתכת

ישנם מספר סוגי חוזק שניתן להשתמש בהם כדי לתאר את התכונות של חומר:

  • חוזק תפוקה: זוהי כמות הלחץ שחומר יכול לעמוד בו לפני שהוא מתחיל להתעוות לצמיתות. זה נמדד בדרך כלל בפאונד לאינץ' רבוע (psi) או מגה פסקל (MPa).
  • חוזק מתיחה: זוהי הכמות המקסימלית של מתח מתיחה (מתיחה) שחומר יכול לעמוד בו לפני שבירה. זה נמדד בדרך כלל ב-psi או MPa.
  • חוזק לחיצה: זוהי הכמות המקסימלית של מתח לחיצה (סחיטה) שחומר יכול לעמוד בו לפני שבירה. זה נמדד בדרך כלל ב-psi או MPa.
  • חוזק גזירה: זוהי הכמות המקסימלית של מתח גזירה (החלקה) שחומר יכול לעמוד בו לפני שבירה. זה נמדד בדרך כלל ב-psi או MPa.
  • חוזק פיתול: זוהי הכמות המקסימלית של מתח פיתול (פיתול) שחומר יכול לעמוד בו לפני שבירה. זה נמדד בדרך כלל ב-psi או MPa.
  • עמידות החומר: זוהי הכמות המקסימלית של מתח מחזורי שחומר יכול לעמוד בו לפני כישלון עקב עייפות. זה נמדד בדרך כלל ב-psi או MPa.
  • כוח ההשפעה: זוהי היכולת של חומר לעמוד בעומס פתאומי או פגיעה בלי להישבר. חוזק ההשפעה נמדד לעתים קרובות באמצעות טכניקות כמו מבחן Izod או Charpy.

מאפיינים כלליים של חומרי מתכת

ישנם מספר מאפיינים נפוצים המשמשים לתיאור המאפיינים של חומרי מתכת:

  1. כוח: הכוונה היא ליכולת של חומר לעמוד בכוחות הפועלים עליו מבלי להישבר או להתעוות. שני המדדים הנפוצים ביותר לחוזק הם חוזק תנובה וחוזק מתיחה. חוזק תפוקה הוא הנקודה שבה חומר מתחיל להתעוות לצמיתות, בעוד חוזק מתיחה הוא הכמות המקסימלית של מתח מתיחה (מתיחה) שחומר יכול לעמוד בו לפני שבירה.
  2. מְשִׁיכוּת: זה מתייחס ליכולת של חומר להימתח או לעיוות מבלי להישבר. חומר בעל רקיע גבוה ניתן למתוח או לכופף למגוון צורות מבלי להישבר.
  3. קַשִׁיוּת: זה מתייחס לעמידות של חומר בפני דפורמציה, שריטות או הזחה. קשיות נמדדת לעתים קרובות באמצעות מגוון טכניקות, כגון מבחן Rockwell או Brinell.
  4. גְמִישׁוּת: זה מתייחס ליכולת של חומר לחזור לצורתו המקורית לאחר שהוא נתון לכוח או עומס. חומרים בעלי אלסטיות גבוהה יחזרו לצורתם המקורית במהירות ובשלמות כאשר הכוח יוסר.
  5. גְמִישׁוּת: זה מתייחס ליכולת של חומר להיות מעוות או לעצב על ידי פטיש או גלגול. חומרים בעלי גמישות גבוהה יכולים להיווצר בקלות למגוון צורות.
  6. מוֹלִיכוּת: זה מתייחס ליכולת של חומר להוליך חשמל או חום. מתכות הן בדרך כלל מוליכות טובות של חשמל וחום, בעוד שאינן מתכות הן בדרך כלל מוליכות גרועות.
  7. עמידות בפני קורוזיה: זה מתייחס ליכולת של חומר להתנגד להידרדרות או נזק עקב תגובות כימיות עם הסביבה שלו. חומרים מסוימים עמידים בפני קורוזיה באופן טבעי, בעוד שאחרים עשויים לדרוש ציפוי מגן או טיפולים אחרים כדי למנוע קורוזיה.

טבלת חוזק מתכת ותרשים מאפיינים מכניים של מתכת

אתה אמור לדעת כמה פרמטרים חיוניים בעת קביעת המתכת המתאימה ליישומים שלך. יש לקחת בחשבון פרמטרים כמו חוזק מתיחה, חוזק תפוקה, קשיות, צפיפות וכו'. התרשים שלהלן עשוי לעזור לך לבצע השוואה טובה בין מתכות שונות.

טבלת חוזק מתכת

סוגי מתכות חוזק מתיחה (PSI) חוזק תשואה (PSI) קשיות Rockwell B-Scale צפיפות (ק"ג/מ"ק)
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
דרגת פלדה 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

מאפיינים מכניים של דרגות פלדה וסגסוגות

נכסים פלדות פחמן סגסוגת פלדות נירוסטה פלדות כלי עבודה
צפיפות (1000 ק"ג/מ"ק) 7.85 7.85 7.75-8.1 7.72-8.0
מודול אלסטי (GPa) 190-210 190-210 190-210 190-210
מקדם פואסון 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3
התרחבות תרמית (10-6/K) 11-16.6 9.0-15 9.0-20.7 9.4-15.1
נקודת התכה (C) 1371-1454
מוליכות תרמית (W/mK) 24.3-65.2 26-48.6 11.2-36.7 19.9-48.3
חום ספציפי (⊃/ק"ג-K) 450-2081 452-1499 420-500
התנגדות חשמלית (10-9W-m) 130-1250 210-1251 75.7-1020
חוזק מתיחה (MPa] 276-1882 758-1882 515-827 640-2000
חוזק תפוקה (MPa) 186-758 366-1793 207- 552 380-440
אחוז התארכות (%) 10-32 4-31 12-40 5-25
קשיות (ברינל 3000 ק"ג) 86-388 149-627 137-595 210-620

מאפיינים מכניים של ציונים וסגסוגות נירוסטה

כיתה מס' UNS צורה נפוצה יַחַס חוזק מתיחה MPa (דקות) חוזק תפוקה (היסט 0.2%) MPa (דקות) התארכות % ב-50 מ"מ (דקות) קשיות (מקסימום) (הערה 2)
פלדות אל חלד אוסטיניות
253MA S30815 צַלַחַת חישול 600 310 40 95 HRB
301 S30100 גיליון או סליל חישול 1/4 עד מלא קשה 515 860-1275 205 515- 965 40 25-9 95 HRB
302HQ S30430 חוט בקוטר 2.5 מ"מ. ושוב חישול Lighty מצוייר 605 מקסימום 660 מקסימום - - -
303 530300 בָּר גימור קר מצב A 262 HB
304 530400 צַלַחַת חישול 515 205 40 92 HRB
304L S30403 צַלַחַת חישול 485 170 40 88 HRB
304H S30409 צַלַחַת חישול 515 205 40 92 HRB
3095 530908 בָּר חישול 515 20 40 95 HRB
310 S31000 צַלַחַת חישול 515 205 40 95 HRB
316 S31600 צַלַחַת חישול 515 205 40 95 HRB
316L S31603 צַלַחַת חישול 485 170 40 95 HRB
317L S31703 צַלַחַת חישול 515 205 40 95 HRB
321 S32100 דַף חישול 515 205 40 95 HRB
347 S34700 צַלַחַת חישול 515 205 39 92 HRB
904L N08904 צַלַחַת חישול 490 220 40 70 - 90 NRB אופייני

מאפיינים מכניים של דרגות וסגסוגות אלומיניום

מאפיינים מכניים של דרגות וסגסוגות אלומיניום

סגסוגת אלומיניום מזג מודול אלסטי (10⁶ psi) (GPa) מודול גזירה (10⁶ psi) (GPa) חוזק תפוקה (10³ psi) (MPa) חוזק מתיחה (10³ psi) (MPa)
1100 10.0 3.75 3.5 11
1100 H12 10.0 3.75 11 14
2014 10.8 4.00 8 22
2014 T6 10.6 4.00 58 66
2014 T62 10.8 4.00 59 67
2017 T4 10.5 3.95 32 55
2024 T3 10.6 4.00 42 64
2024 T4 10.6 4.00 40 62
2025 T6 10.4 3.90 33 52
2124 T851 10.4 4.00 57 66
2219 T62 10.5 4.00 36 54
2618 T61 10.7 4.10 42 55
3003 10.0 3.75 5 14
3003 H18 10.0 3.75 25 27
3003 H112 10.0 3.75 10 17
354 T61 10.6 4.00 36 47
355 T51 10.2 3.80 22 27
355 T6 10.3 3.80 23 37
356 T7 10.3 3.85 21 29
356 T6 10.3 3.85 20 30
5052 10.2 3.80 9.5 25
5052 H32 10.2 3.80 23 31
5056 H38 10.3 3.75 50 60
5056 ANL 10.3 4.00 22 42
6061 T4 10.0 3.80 16 30
6061 T6 10.0 3.80 35 42
6062 10.0 3.75 5 14
6062 T4 10.0 3.75 16 26
6062 T6 10.0 3.75 35 38
6063 T42 10.0 3.75 10 17
6063 T5 10.0 3.75 16 22
6063 T6 10.0 3.75 25 30
6151 T6 10.1 3.85 37 44
7050 T7452 10.1-11.6 58 68
7050 T74 60 70
7075 T6 10.4 3.90 70 78
7075 T6 63 73
A356 T61 10.4 3.90 28 38
D712 T5 10.3 3.80 20 32

מאפיינים מכניים של ציונים וסגסוגות טיטניום

חוזק מתיחה (דקות) חוזק תפוקה 0.2% (דקות)
יִעוּד MPa ksi MPa ksi
ציונים לא משולבים
ASTM דרגה 1 240 35 170 25
ASTM דרגה 2 340 50 280 40
ASTM דרגה 3 450 65 380 55
ASTM דרגה 4 550 80 480 70
ASTM כיתה 7 340 50 280 40
ASTM כיתה 11 240 35 170 25
סגסוגות α וכמעט α
Ti-0.3M0-0.8Ni 480 70 380 55
Ti-5Al-2.5Sn 790 115 760 110
Ti-5Al-2.5Sn-ELI 690 100 620 90
Ti-8Al-1Mo-1V 900 130 830 120
Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo 900 130 830 120
Ti-6A1-2Nb-1Ta-0.8Mo 790 115 690 100
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo 1000 145 900 130
Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si 1030 149 910 132
סגסוגות α-β
Ti-6Al-4V(a) 900 130 830 120
Ti-6Al-4V-ELI(a) 830 120 760 110
Ti-6Al-6V-2Sn(a) 1030 150 970 140
Ti-8Mn(a) 860 125 760 110
Ti-7Al-4Mo(a) 1030 150 970 140
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(b) 1170 170 1100 160
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(b)(c) 1125 163 1055 153
Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr(c) 1030 150 970 140
Ti-3Al-2.5V(d) 620 90 520 75
Ti-4Al-4M0-2Sn-0.5Si 1100 160 960 139
סגסוגות β
Ti-10V-2Fe-3Al(a)(C) 1170 170 1100 160
Ti-13V-11Cr-3Al(b) 1170 170 1100 160
Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al(b)(c) 1170 170 1100 160
Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(a)(c) 900 130 830 120
Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn(a) 690 100 620 90
Ti-15V-3Cr-3AI-3Sn 1000(ב) 145(ב) 965(ב) 140(ב)
1241(f) 180(ו) 1172(f) 170(ו)
Ti-15Mo-3A1-2.7Nb-0.2Si 862 125 793 115

מאפיינים מכניים של ציוני נחושת וסגסוגות

נחושת וסגסוגת נחושת מאפייני פלסטיק
חד צירי
לא. שם וטיפול טמפרטורת בדיקה, K חוזק מתיחה, psi חוזק תפוקה, psi התארכות, % ב-4D צמצום שטח, %
102 נטול חמצן (שליפה קרה 60%) 295 48,400 46,800 17 77
195 52,900 49,800 20 74
76 66,400 54,400 29 78
20 74,500 58,500 42 76
4 74,600 58,600 41 75
122 זרחן מחומצן, זרחן שאריות גבוה (חישול) 295 31,300 6,700 45 76
195 38,300 6,600 56 87
76 50,600 7,400 62 84
20 63,800 8,400 68 83
4 60,400 7,900 65 81
(ציור קר 26%) 295 51,800 49,400 17 76
195 56,800 53,600 21 79
76 68,400 59,900 28 76
20 81,400 64,100 46 78
4 81,000 63,600 44 72
150 נחושת זירקוניום (מצויר קר, מיושן) 295 64,450 59,600 16 62
195 67,200 61,300 20 66
76 77,400 65,700 26 71
20 85,200 66,400 37 72
4 85,700 64,700 36 69
220 ברונזה מסחרית, 90% (חישול) 295 38,500 9,600 56 84
195 41,800 10,200 57 80
76 55,200 13,200 86 78
20 73,200 15,600 95 73
4 68,200 15,000 91 73
230 פליז אדום, 85% (ציור קר 14%) 295 40,400 13,000 48 74
195 46,500 14,000 63 79
76 62,000 16,400 83 77
20 79,200 20,900 80 75
4 71,000 18,300 82 71
443 אדמירליות ארסניק (חישול) 295 44,800 10,600 86 81
195 49,600 12,600 91 79
76 64,600 18,700 98 73
20 76,800 20,800 99 68
4 78,600 21,100 92 72
464 פליז ימי (חישול) 295 63,300 31,000 37 52
195 67,400 33,800 37 54
76 80,400 38,000 44 48
20 105,200 47,600 41 42
4 99,600 43,700 40 48
510 ברונזה זרחנית, 5% A (שליפה קרה 85%, קפיץ) 295 77,400 72,000 18 78
195 85,600 78,700 20 78
76 105,200 89,200 34 67
20 131,000 104,800 39 62
4 116,400 100,400 34 58
614 אלומיניום ברונזה D (חישול) 295 83,200 59,400 40 66
195 89,500 64,800 45 71
76 105,800 69,500 52 64
20 126,400 80,600 48 58
4 134,500 82,400 52 59
647 סיליקון נחושת ניקל (מיושן) 295 112,400 105,000 15 60
195 119,400 110,800 18 66
76 123,600 114,100 24 70
20 133,700 118,400 33 68
4 135,800 119,800 31 65
655 ברונזה סיליקון גבוהה A (חישול, רך) 295 61,400 24,200 66 79
195 69,900 26800 68 79
76 89,000 31,900 71 69
20 108,900 37,600 72 69
4 101,200 36,900 71 70
706 נחושת ניקל 10% (חישול) 295 49,600 21,400 37 79
195 54,700 24,700 42 77
76 72,000 24,800 50 77
20 82,500 30,200 50 73
4 80,600 24,900 53 73
715 נחושת ניקל 30% (חישול) 295 57,800 18,700 47 68
195 68,000 22,200 48 70
76 89,800 31,600 52 70
20 103,100 38,100 51 66
4 104,600 40,100 48 65
ניקל-אלומיניום ברונזה (יציקת חול) 295 101,200 44,000 11 9
195 104,600 47,800 9 9
76 117,100 54,900 6 7
20 126,600 61,600 6 2
4 130,500 60,100 6 5