Metallfestigkeitstabelle:Welches Material hat die ideale Metallfestigkeit

Die Metallfestigkeit des Materials, das Sie für die Teileproduktion verwenden, ist ein sehr wichtiger Faktor für den Erfolg und die Integrität des Produkts. Daher die Bedeutung eines Metallfestigkeitsdiagramms.

Beispielsweise erfordert ein Bearbeitungsprojekt für die Luft- und Raumfahrt ein Metall mit höherer Festigkeit als das Metall, das zur Herstellung von Schraubenschlüsseln oder anderen Werkzeugen benötigt wird. Die Verwendung eines Metalls mit der falschen Stärke kann katastrophal sein; es kann zu einem totalen Zusammenbruch des Projekts oder einer Fehlfunktion des Flugzeugs führen. Daher die Notwendigkeit, richtig zu wählen.

Aber wie können Sie die richtige Metallstärke für Ihr Projekt auswählen? Das erfährst du in diesem Artikel.

Gemeinsame Eigenschaften von Metallmaterialien

Es gibt verschiedene Metriken, anhand derer Maschinisten die Festigkeit von Metallmaterialien beurteilen. Diese Metriken werden auch als Metallstärken bezeichnet. Festigkeiten können als die Fähigkeit eines Materials definiert werden, Belastungen standzuhalten, ohne sich zu verformen. Metalle haben unterschiedliche Festigkeiten, was erklärt, warum nicht alle Metalle für alle Zwecke geeignet sind. Es gibt verschiedene Arten von Metallfestigkeit, und dazu gehören:

Zugfestigkeit

Dies ist die maximale Zug- oder Dehnungsstärke, der ein Metall standhalten kann, ohne dauerhaft beschädigt zu werden. Sie ist das Maß dafür, wie viel Spannung ein Metall aushalten kann. Wenn eine äußere Kraft auf Metall ausgeübt wird und seine Streckgrenze überschritten wird, sind einige der folgenden resultierenden Verformungen dauerhaft und können nicht rückgängig gemacht werden. Das ist die Zugfestigkeit des Metalls.

Die Zugfestigkeit wird weiter in drei Teile unterteilt, nämlich:

Streckgrenze :Dies ist die Festigkeit, der ein Metall ohne bleibende Verformung standhalten kann. Es kann auch als die maximale Festigkeit bezeichnet werden, der ein Bauteil vor der plastischen Verformung standhalten kann. Ingenieure und Hersteller berechnen die Streckgrenze, um die maximale Belastung zu kennen, die ein Objekt aufnehmen kann.

Bruchfestigkeit :Dies ist die Spannungskoordinate auf der Spannungs-Dehnungs-Kurve am Bruchpunkt.

Ultimative Stärke :die maximale Zug-, Druck- oder Scherspannung, der eine bestimmte Einheitsfläche aus Metall ohne Bruch oder Verformung standhalten kann. Mit anderen Worten, es ist die maximale Belastung, die ein Metall aushalten kann.

Schlagfestigkeit

Dies ist ein Maß dafür, wie viel Stoß oder plötzlich aufgebrachter Kraft ein Metall standhalten kann, bevor es versagt. Die Schlagfestigkeit wird verwendet, um die Energiemenge zu messen, die das Metall absorbieren kann, bevor es bricht, reißt oder beschädigt wird. Wenn Sie also Metall für ein Projekt benötigen und wissen müssen, wie viel Energie es aufnehmen kann, sollten Sie den Schlagfestigkeitstest durchführen.

Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass eine hohe Schlagfestigkeit gleichbedeutend mit einer hohen Materialhärte ist. Daher sind Materialien mit hoher Schlagfestigkeit harte Materialien. Leider ist dies nicht immer der Fall. Eine hohe Schlagzähigkeit bedeutet also nicht immer auch eine hohe Härte.

Zu den Faktoren, die die Schlagfestigkeit von Materialien beeinflussen, gehören die Temperatur (eine Erhöhung der Temperatur erhöht die Schlagfestigkeit), die Materialdicke (eine Erhöhung der Dicke verringert die Schlagfestigkeit) und der Kerbradius (eine Verringerung des Kerbradius verringert die Schlagfestigkeit).

Druckfestigkeit

Wie der Name schon sagt, bezieht sich die Druckfestigkeit auf die maximale Menge an Druck oder Kompression, der ein Metall ohne Beschädigung standhalten kann. Um die Druckfestigkeit eines Metalls zu prüfen, benötigen Sie eine universelle Prüfmaschine. Diese Maschine wird das Metall allmählich stärker belasten, bis es sich zu verformen beginnt. Der Punkt, an dem die Verformung beginnt, ist die Druckfestigkeit des Metalls.

Lesen Sie hier unseren ausführlichen Artikel über verschiedene Arten von Aluminiumsorten im Rapid Prototyping.

Metallfestigkeitstabelle

Es gibt einige wichtige Parameter, die Sie kennen sollten, wenn Sie das richtige Metall für Ihr Projekt auswählen. Zu diesen Parametern gehören die Streckgrenze von Stahl, die Zugfestigkeit von Stahl, Dichte, Härte usw. Nachfolgend finden Sie ein einfaches Metallfestigkeitsdiagramm, mit dem Sie Metalle vergleichen können:

Arten von Metallen	Zugfestigkeit (PSI)	Streckgrenze (PSI)	Härte Rockwell (B-Skala)	Dichte (kg/m³)
Edelstahl 304	90.000	40.000	88	8000
Aluminium 6061-T6	45.000	40.000	60	2720
Aluminium 5052-H32	33.000	28.000		2680
Aluminium 3003	22.000	21.000	20 bis 25	2730
Stahl A36	58–80.000	36.000		7800
Stahlgüte 50	65.000	50.000		7800
Gelbes Messing		40.000	55	8470
Rotes Messing		49.000	65	8746
Kupfer		28.000	10	8940
Phosphorbronze		55.000	78	8900
Aluminiumbronze		27.000	77	7700-8700
Titan	63.000	37.000	80	4500

Warum ist Stärke ein wichtiger Faktor?

Bei der maschinellen Bearbeitung geht es nicht nur darum, jedes verfügbare Metall zu erhalten; Es geht darum, das richtige Metall zu verwenden. Um zu wissen, ob ein Material für einen bestimmten Zweck geeignet ist, sollten Sie unbedingt seine Festigkeit berücksichtigen. Die Kenntnis der Metallstärke hilft Ihnen bei der richtigen Auswahl. Eine der effektivsten Methoden zum Vergleichen der Metallfestigkeit ist die Verwendung eines Metallfestigkeitsdiagramms.

Stärke ist ein wesentlicher Faktor, da sie bestimmt, ob Ihr Maschinenteil den vorgesehenen Zweck effektiv erfüllt oder nicht. Wenn anstelle von hochfestem Metall ein Metall mit geringer Festigkeit verwendet wird, kann sich die Struktur leicht verformen. Zum Beispiel erfordern Teile, die für eine Hochleistungsmaschine benötigt werden, Metalle mit hoher Festigkeit. In diesem Fall ist Stahl oder Titan oft die beste Wahl für das Projekt. Im Allgemeinen gelten Stahl, Titan, Wolfram und Inconel als die stärksten Metalle. Daher können sie dort eingesetzt werden, wo Metalle mit hoher Festigkeit erforderlich sind.

Beispielsweise wird die Verwendung eines Metalls mit geringer Festigkeit für ein Teil, das zur Verwendung in einem Gewichthebekran bestimmt ist, nur die Integrität des Teils beeinträchtigen. Dadurch wird es für den beabsichtigten Zweck unbrauchbar und verursacht eine Verschwendung von Zeit, Mühe und Ressourcen auf Seiten des Unternehmens.

Außerdem zeigt die Festigkeit von Metallen, wie viel Aufprall sie aushalten können, bevor sie sich verformen oder ihre Form verlieren. Dies bestimmt, wie lange die aus diesen Metallen hergestellten Teile halten können. Dies ist sehr wichtig, besonders bei Teilen, die Hämmern und Stößen ausgesetzt sein könnten.

Daher ist Festigkeit ein wesentlicher Faktor, den Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie ein geeignetes Metall für Ihr Projekt benötigen.

Schlussfolgerung

Bevor Sie ein Metall für Ihre Projektausführung auswählen, müssen Sie zunächst zwei Fragen beantworten. Die erste Frage ist, welchen Zweck das Metall erfüllen soll, und die zweite, wie viel Last das Metall tragen soll. Sie können die zweite Frage beantworten, indem Sie eine einfache technische Berechnung durchführen. Nach der Berechnung bestimmt das Ergebnis, welches der Metalle die Art von Festigkeit hat, die Sie benötigen.

Sie müssen nicht alle verfügbaren Metalle auf dem Markt kaufen, um sie nacheinander zu testen, bevor Sie das Metall mit einer geeigneten Stärke finden. Sie können sich auf das Metallfestigkeitsdiagramm beziehen. Dort sehen Sie die verschiedenen Metalle mit ihren jeweiligen Stärken, einschließlich der Zugfestigkeit des Stahldiagramms.

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Häufig gestellte Fragen

F:Was bedeutet Stärke bei Metallen?

A:Festigkeit bei Metallen bedeutet, wie gut ein Metall Druck oder Kraft von außen widerstehen kann, ohne seine ursprüngliche Form zu verlieren.

F:Was ist der Unterschied zwischen Festigkeit und Zähigkeit bei Metallen?

Festigkeit ist der Widerstand eines Metalls gegen nicht wiederherstellbare Verformung, auch plastische Verformung genannt. Zähigkeit hingegen ist, wie gut ein Metall einem Bruch widerstehen kann. Die Zähigkeit wird daher als die Energie gemessen, die erforderlich ist, um einen Bruch auf einem Metall zu verursachen. Mit anderen Worten, Ersteres ist eine irreversible Verformung, während Letzteres eine reversible Verformung ist.

F:Was sind die stärksten Metalle?

A:Im Allgemeinen gelten Stahl, Titan, Wolfram und Inconel als die stärksten Metalle.