Wie ist Federstahl so hart Physik Stapelaustausch
Die mechanischen Eigenschaften eines Stahlgegenstand werden durch die Metallzusammensetzung, den Herstellungsprozess und die abschließende Wärmebehandlung des Gegenstands beeinflusst.
Federstahl ist ein Stahl, der Wärme in einer Weise behandelt, dass sie federnd macht.
Aber im gleichen Prozess, wird es überraschend hart.
Zum Beispiel meiner Seitenschneider zeigen Dellen in der Schaufel nach 1 mm Federstahldraht zu schneiden.
Härten der gleichen Stahl würde durch eine andere, aber ähnliche Wärmebehandlung durchgeführt werden, das ist nicht das, was meine Überraschung über ist.
Die Stahleigenschaften „federnd“ und „hart“ sind eindeutig verwendet.
Aber meine Intuition sagt mir, dass es irgendeine Art von Widerspruch zwischen den beiden Eigenschaften.
Sind die Materialeigenschaften „federnd“ und „hart“ im Zusammenhang im Allgemeinen Materialien?
Wenn ja, was ist die Beziehung im Allgemeinen und in der Stahlstruktur?
fragte 11. Juni '15 um 6:32
Dass Ihr Werkzeug beschädigt wird ist nicht nur eine Funktion der Härte des Federstahls, sondern auch der Randgröße. Je dicker das Material ist, dass Sie schneiden oder schiere wollen, müssen je größer die Werkzeugschneiden sein, sonst wird der Druck auf die Werkzeugschneide zu groß sein wird und das Werkzeug beschädigt werden, auch wenn es härter als das Material ist, dass Sie zu schneiden versuchen. Zum Schneiden von 1mm gehärtetem Stahl wird eine erhebliche Werkzeuggröße erfordern, wahrscheinlich am äußeren Ende das, was man hielte ein Handwerkzeug. Persönlich würde ich wahrscheinlich ein stationäres Werkzeug dafür verwenden, bereits. - CuriousOne 11. Juni '15 um 7:32
Die mechanischen Eigenschaften eines Stahlgegenstandes werden durch die Metallzusammensetzung beeinflusst wird, und die letzte Wärmebehandlung und das Herstellungsverfahren. Wenn Sie Ihr Objekt verbiegen oder hämmern, verbessert die Festigkeit als auch. Und ich glaube, eine Feder ein Stahldraht aus einer größeren Stahl Masse extrudiert wird, um einen Kern gewickelt. - Steeven 11. Juni '15 um 8:28
Sie sind zwei verschiedene Dinge.
„Springyness“ wird Elastizität genannt. Dies wird durch ein E-Modul beschrieben. auch für die Verlängerung Young-Modul $ Y $ genannt. Mit Blick auf eine Spannungs-Dehnungs-Kurve [source] wie unten, ist die Elastizität die Steigung der geraden Linie in dem elastischen Bereich.
- Wenn Sie nicht vertraut mit einer Spannungs-Dehnungs-Kurve sind, betrachten es als eine Kurve von einem Test eines Materials führt. Wenn Sie die Materialprobe mit immer größerer Belastung $ \ sigma $ (Kraft pro Fläche) ziehen, erreichen Sie diese Kurve (Stamm $ \ epsilon $ ist die Dehnung in Prozent der ursprünglichen Länge). Der elastische Bereich ist, wo das Material den Anfangszustand versetzt zurückkehrt. Der Kunststoffbereich ist, wo eine dauerhafte Verformung erfolgt; es könnte noch „federnd“ sein, aber nicht den ganzen Weg zurückkehren den Anfangszustand versetzt. (Wenn die Kurve nach unten zu biegen beginnt, bevor der Fehlerpunkt, dieser Bereich ist weiterhin Einschnürung genannt, ist aber hier nicht dargestellt.)
„Härte“ ist unterschiedlich und wird nicht durch das E-Modul oder ähnlichen beschrieben. Je reine und perfektionieren Sie Ihre Materialmikrostruktur ist, wenn es zum Beispiel ein Kristall ist, ist die weichere es. Fehler wie Versetzungen, Verunreinigungen und andere Mängel Atomical sowie andere Mängel wie Kornentwicklung - - Wenn auf der anderen Seite gibt es Fehler im Kristall sind das Material wird härter. Dann Reihen von Atomen im Gitter des Kristalls haben eine viel härtere Zeit „Strecken“ und „Rutschen“ und „Gleiten“ um. Für niedrigere Korn die Härte in der Regel-of-Daumen erhöht Größen, die so genannte Hall Petch-Regel (obwohl eine Grenze gibt es).
Die japanischen Katana Samuraischwerter aus alten Zeiten sind Beispiele für mechanische Härten auf der Oberseite der Wärmebehandlung. Sie gehämmert das Metall flach, es gefaltet, gehämmert es, foled es und tat dies für viele, viele Schichten. Die resultierenden mikroskaligen Störungen waren heftig und die Kristallstruktur war voll von Unvollkommenheiten und sehr viel schwieriger, dass typische Hitze gehärteten Stahl behandelt.
Die Mikrozustand Änderungen für verschiedene Temperaturen können mit einem Phasendiagramm wie diese [Quelle] übersichlich werden:
- Reines Eisen ist den ganzen Weg nach links, und je mehr nach rechts Sie entlang der Achse gehen, desto mehr Kohlenstoff zugesetzt. Jeder Bereich ist eine bestimmte Phase und Phasen haben unterschiedliche Kristalltypen (verschiedene Atomanordnungen für jede Einheitszelle) für unterschiedliche Temperaturen (und Zusammensetzung). Dies gilt nicht sagen, wie die Mikrostruktur aussieht, genau das, was Phasen bevorzugt werden. Denn selbst bei einem Zustand der bevorzugten Phasen in diesem Diagramm kann man heftig Schlamassel die Struktur selbst um Vermischung alle Kornorientierungen aus dem oben beschriebenen Verfahren der Wärmebehandlung, mechanischer Behandlung usw.
um 9:01 beantwortet 11 '15 Juni