金属強度チャート：どの材料が理想的な金属強度を持っているか

部品の製造に使用する材料の金属強度は、製品の成功と完全性を決定する非常に大きな要因です。したがって、金属強度チャートの重要性。

たとえば、航空宇宙機械加工プロジェクトでは、スパナやその他の工具の製造に必要な金属よりも強度の高い金属が必要になります。間違った強度の金属を使用すると、壊滅的となる可能性があります。プロジェクトの完全な崩壊や航空機の誤動作につながる可能性があります。したがって、正しく選択する必要があります。

しかし、プロジェクトに適した金属強度をどのように選択できますか？この記事でわかります。

金属材料の一般的な特性

機械工が金属材料の強度を判断するためのさまざまな指標があります。これらの測定基準は、金属強度とも呼ばれます。強度は、変形することなく応力に耐える材料の能力として定義できます。金属にはさまざまな強度があり、すべての金属がすべての目的に適しているわけではない理由を説明しています。金属強度にはさまざまな種類があり、次のものが含まれます。

引張強度

これは、金属が恒久的に損傷することなく耐えることができる最大の引っ張りまたは伸びの量です。これは、金属がどれだけの張力に耐えることができるかの尺度です。金属に外力が加えられ、その降伏点が通過した場合、結果として生じる変形の一部は永続的であり、元に戻すことはできません。それが金属の引張強さです。

引張強度はさらに3つの部分に分けられます。すなわち：

降伏強度 ：これは、金属が永久変形することなく耐えられる強度です。また、塑性変形前に部品が耐えられる最大強度とも言えます。エンジニアとメーカーは、降伏強度を計算して、オブジェクトが収容できる最大荷重を把握します。

破壊可能な強度 ：これは、破損点での応力-ひずみ曲線の応力座標です。

究極の強さ ：金属の特定の単位面積が破損や変形なしに耐えることができる最大引張、圧縮、またはせん断応力。言い換えれば、それは金属が耐えることができる最大の応力量です。

衝撃強度

これは、金属が破損する前に、金属にどれだけの衝撃または突然の力を加えても耐えられるかを示す尺度です。衝撃強度は、金属が破損、裂け、または損傷する前に吸収できるエネルギー量を測定するために使用されます。したがって、プロジェクトに金属が必要で、それが吸収できるエネルギーの量を知る必要がある場合は、衝撃強度試験を行う必要があります。

よくある誤解は、高い衝撃強度は高度な材料硬度と同等であるというものです。したがって、衝撃強度の高い材料は硬い材料です。残念ながら、これは常に正しいとは限りません。したがって、高い衝撃強度は必ずしも高度な硬度を意味するわけではありません。

材料の衝撃強度に影響を与える要因には、温度（温度を上げると衝撃強度が上がる）、材料の厚さ（厚さを増やすと衝撃強度が下がる）、ノッチ半径（ノッチ半径を下げると衝撃強度が下がる）などがあります。

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圧縮強度

名前のとおり、圧縮強度とは、金属が損傷することなく耐えられる最大の圧力または圧縮を指します。金属の圧縮強度をテストするには、万能のテストマシンが必要です。この機械は、金属が変形し始めるまで、金属に徐々に大きな負荷をかけます。変形が発生し始めるポイントは、金属の圧縮強度です。

ラピッドプロトタイピングにおけるさまざまなタイプのアルミニウムグレードに関する詳細な記事をここで読んでください。

金属強度チャート

プロジェクトに適した金属を選択する際に知っておくべき重要なパラメータがいくつかあります。これらのパラメータには、鋼の降伏強度、鋼の引張強度、密度、硬度などが含まれます。以下は、金属を比較するために使用できる簡単な金属強度チャートです。

金属の種類	引張強度（PSI）	降伏強度（PSI）	硬度ロックウェル（Bスケール）	密度（Kg /m³）
ステンレス鋼304	90,000	40,000	88	8000
アルミニウム6061-T6	45,000	40,000	60	2720
アルミニウム5052-H32	33,000	28,000		2680
アルミニウム3003	22,000	21,000	20〜25	2730
スチールA36	58-80,000	36,000		7800
鋼種50	65,000	50,000		7800
イエローブラス		40,000	55	8470
真ちゅう		49,000	65	8746
銅		28,000	10	8940
リン青銅		55,000	78	8900
アルミニウム青銅		27,000	77	7700-8700
チタン	63,000	37,000	80	4500

強度が重要な要素である理由

機械加工とは、入手可能な金属を入手することだけではありません。適切な金属を使用することです。材料が特定の目的に適しているかどうかを知るために考慮すべき重要な要素の1つは、その強度です。金属の強度を知ることはあなたが正しく選ぶのを助けるでしょう。金属強度を比較する最も効果的な方法の1つは、金属強度チャートを使用することです。

強度は、機械部品が本来の目的を効果的に果たすかどうかを決定するため、重要な要素です。高強度金属の代わりに低強度金属を使用すると、構造が変形しやすくなります。たとえば、大型機械に必要な部品には、高強度の金属が必要です。この場合、多くの場合、プロジェクトには鋼またはチタンが最適です。一般的に、鋼、チタン、タングステン、インコネルが最強の金属と見なされています。したがって、高強度の金属が必要な場所で使用できます。

たとえば、重量挙げクレーンで使用することを目的とした部品に低強度の金属を使用すると、部品の完全性が損なわれるだけです。これにより、意図した用途には役に立たなくなり、会社側の時間、労力、およびリソースの浪費になります。

また、金属の強度は、変形したり形状を失ったりする前に、どれだけの衝撃を与えることができるかを示します。これは、これらの金属で作られた部品がどれだけ長く続くことができるかを決定します。これは、特にハンマーや衝突にさらされる可能性のある部品では非常に重要です。

したがって、強度は、プロジェクトに適した金属が必要な場合に考慮する必要がある重要な要素です。

結論

プロジェクトの実行に金属を選択する前に、まず2つの質問に答えることが不可欠です。最初の質問は、金属がどのような目的を果たすことを意図しているかであり、2番目の質問は、金属が運ぶと予想される負荷の大きさです。簡単な工学計算を行うことで、2番目の質問に答えることができます。計算後、結果はどの金属があなたが必要とする種類の強度を持っているかを決定します。

適切な強度の金属を見つける前に、市場で入手可能なすべての金属を購入して次々にテストする必要はありません。金属強度チャートを参照できます。そこには、スチールチャートの引張強度など、それぞれの強度を持つさまざまな金属が表示されます。

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よくある質問

Q：金属の強度とはどういう意味ですか？

A：金属の強度とは、金属が元の形状を失うことなく、外圧や力にどれだけ耐えられるかを意味します。

Q：金属の強度と靭性の違いは何ですか？

強度とは、回復不可能な変形（塑性変形とも呼ばれる）に対する金属の抵抗です。一方、靭性とは、金属が破壊にどれだけ耐えられるかということです。したがって、靭性は、金属に破壊を引き起こすのに必要なエネルギーとして測定されます。つまり、前者は不可逆的な変形であり、後者は可逆的な変形です。

Q：最強の金属は何ですか？

A：一般的に、鋼、チタン、タングステン、インコネルが最強の金属と見なされています。