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金屬強度圖表綜合指南

作者: 鄧耀祖
發表於:2025-04-28

該圖像以「金屬強度圖表」文字為特色,突出顯示在純色、相關的背景圖像上

金屬的強度非常重要。因為它直接影響您零件的性能。如果金屬太脆,就會失效。如果強度太高,可能會花費更多。這就是為什麼 金屬強度圖表 幫助您做出決定。

假設您正在研究航空航天零件。您需要一種能夠承受極端壓力的金屬。但對於扳手等基本工具來說,較小的力道就可以了。如果選擇錯誤,後果可能很嚴重。您的零件可能會斷裂或造成更嚴重的損壞。 

那麼,如何選擇正確的一個呢?之中 鈦與…鋼 or 不銹鋼與鋁以及其他各種材料。不用擔心;您將在這裡得到所有答案。我們的精密 CNC 加工服務讓您能夠選擇正確的選項並獲得優質的產品。

 

金屬材料的共同特性

任何項目的金屬選擇很大程度上取決於強度屬性。它需要了解施加力的最大耐受力。選擇不適當的強度等級將導致零件故障。了解金屬特性在所有決策中起著至關重要的作用。

多種指標可幫助工程師確定金屬強度。金屬的強度類型分為不同的類別。金屬特性揭示了材料在應力條件下的反應。每種金屬都會因力的作用而延伸,在力的作用下收縮,或吸收衝擊而不變形。  

拉伸強度

此圖顯示了拉伸應力-應變曲線圖,說明了拉伸狀態下材料應力與應變之間的關係。

拉伸應力-應變曲線

金屬拉伸強度出現在拉力測量中。此測量顯示拉動金屬所能施加的最大力量。當對金屬施加越來越大的張力時,就會發生拉伸測試。金屬的極限標誌著它無法恢復其原始形狀的點。

抗拉強度抗力模型主要有屈服強度、極限強度、斷裂強度三個階段,揭示了金屬材料的行為模式。

  • 屈服強度: 標示點標誌著金屬開始變形的位置。在此階段,材料會受到永久性損壞。這種拉伸會導致金屬永久變形。設計安全性很大程度上取決於這個值。
  • 極限強度: 金屬材料所能承受的最大力代表其峰值強度。最大應力發生在材料破裂之前。達到極限強度後,結構很快就會失去耐久性。
  • 斷裂強度: 此時,金屬已到達其最後的閾值。整個部件可能會斷裂,並且材料將不再能有效用於以後的使用。 

理解這些階段可以幫助設計師防止產品故障。如果零件的拉伸超出其極限,將導致其故障。工程師在計算之前會進行這些估算。

衝擊強度

該圖展示了衝擊強度測試裝置,其中錘子敲擊放置在鐵砧上的樣本。標本尺寸為 9 × 9 × 60 毫米。

衝擊強度演示

衝擊強度顯示金屬承受瞬間強大力量的能力。測量結果決定了金屬材料可以接收的最大能量。當您執行此測試程序時,金屬會對突然的撞擊做出反應。當材料發生斷裂或裂縫形成時,表示其衝擊強度較弱。

需要快速運動的應用取決於這特定的強度因素。應該考慮那些面臨衝擊和振動的部件。金屬部件需要具有抵抗突然斷裂的能力。

人們通常認為堅固的金屬可以在撞擊時提供保護。硬度與衝擊強度相反。 除了, 金屬熱處理 使其更加堅硬和堅固。它可以幫助零件延長使用壽命並提高工作品質。碳粉匣儘管許多金屬缺乏硬度,但它們仍具有很高的韌性。有些則堅硬但易碎。所以,不要混淆這兩者。

撞擊事件發生的環境條件決定了材料的強度。材料的衝擊強度隨溫度的升高而降低。當材料厚度增加時,通常會導致抵抗衝擊的能力下降。由於材料上存在鋒利的邊緣或缺口,因此會發生快速失效。了解這些資訊可以幫助您決定選擇具有安全性和耐用性的材料。

抗壓強度

該圖描繪了一個壓縮測試裝置,其中物體被放置在兩個受壓的板之間。

壓縮測試

金屬在壓力下的強度是透過抗壓強度測試來測量的。您應該施加壓力直到開始變形。彎曲點或壓扁點表示材料已達到其強度邊界。

測試此特性的標準實驗室方法適用於結構部件。應針對承重部件進行評估以進行測量。材料在應用過程中需要承受重量應力,否則會斷裂或失效。

此測試程序所需的設備包括使用萬能試驗機。該機器對金屬材料進行緩慢的壓制運動,並記錄在增加力施加過程中金屬的行為。一旦材料發生形狀變化,測試程​​序就結束。

具有高抗屈曲性能的金屬將具有更高的抗壓強度。在壓力負荷下,這些金屬由於其強大的抵抗力而能夠保持其形狀。

 

這些優勢為何重要?

影像顯示了斷裂的試件,斷裂部分旁邊放置了刻度,直觀地表示材料失效。

極限拉伸強度

不同的項目需要不同的強度標準。在設計飛機系統時,抗拉強度必須高。結構梁所需的強度特性是抗壓強度。在評估減震部件時,關鍵因素是衝擊強度。

適當的金屬選擇取決於材料的使用方式。錯誤的材料選擇可能會導致設備故障和安全問題。當對材料存在不確定性時,應使用金屬強度圖表。

Prolean Tech 將指導您選擇正確的材料。我們協助客戶完成材料選擇流程和測試要求。我們的團隊為您提供材料選擇的專家指導,消除任何不確定性。

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為什麼需要了解金屬強度?

金屬強度的知識超越了學術概念。他們的理解使您能夠做出更好的決策,確保專案應用的安全。接下來的部分將解釋為什麼您需要了解金屬強度。

設計更堅固的機械和結構部件

強化決定了設計過程每個部分的結果。您需要有關可能變形或破裂的潛在點的資訊。工程師在設計過程中製定安全指南。完全忽視金屬強度會導致零件故障。其結果是造成設備嚴重損壞並可能導致嚴重事故。您的目標始終是確定每個部件的最大力量容量。

選擇合適的材料

所有金屬都表現出不同的操作特性。有些在壓力下表現強勁,有些則能更好地抵抗重壓。選擇取決於您的零件要求。當您的專案需要強力拉動時,請選擇高抗拉強度的材質。要確定承受重量的強度,請考慮抗壓強度。 

確保人員和專案安全

安全取勝。所有耐用部件均可防止脆弱點故障。一個部件的故障可能會危及整個系統。一旦理解了,材料的力量就會顯現出來。它可以讓你避免潛在的危險。 

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製造業中最堅固的金屬有哪些?

金屬專案的成功很大程度取決於其強度。每項製造任務都需要一種特殊的金屬來達到最大的強度。有些金屬能很好地承受壓力,而有些金屬則能更好地承受張力。金屬 數控加工 成功取決於選擇合適的材料。在金屬製造過程中可以使用幾種強大的金屬材料。這些金屬依賴高應力條件,因為它們已通過測試證明是可靠的。

碳素鋼

圖中顯示的是一根表面光滑、深灰色的實心碳鋼金屬棒。

碳鋼金屬棒

鋼合金等級 屬於一類最強大的金屬。 該物質由鐵和碳為主要成分,可含有多種元素。但上述兩種元素的結合會產生顯著的材料強度。 鋼材的最大屈服強度為 260兆帕。而它的抗拉強度為 580兆帕 在此材料中。

這種材質的抗衝擊性能依然堅固。碳含量決定了金屬的硬度。碳含量越高,鋼的強度也越高。建築物、重型機械和設備都因它的特性而受益匪淺。

不銹鋼

影像顯示了一大卷不銹鋼,其表面有光澤、有反射。

不銹鋼捲

不銹鋼品種具有最大的強度和卓越的光澤。它由鋼、鉻和錳組成。不銹鋼的綜合抗拉強度達到 1,600兆帕,屈服強度為 1,560 兆帕。

該材料具有很強的耐腐蝕性,同時又堅固且耐生鏽。不銹鋼的組合提供了極佳的視覺吸引力和耐用性。此材料用於廚房用具、手術器械和家用電器。

圖中顯示了一對並排放置的碳化鎢環。

碳化鎢環

天然金屬認為鎢具有最強的強度等級。該材料達到了獨特的抗拉強度水平 1,725兆帕, 預設情況下,它異常地超越了其他材料。然而,該材料在純狀態下表現出脆性。

鎢與其他元素結合可以改善其性能。工程師更喜歡使用碳化鎢作為材料。混合的金屬物質使產品保持了優異的耐用性和更高的硬度。

軍事、航空航太和採礦業在其運作中普遍使用鎢材料。如果您需要非凡的力量,這個選擇將提供卓越的力量。

影像顯示了鈦元素,其原子序為 22,原子量為 47.867。

鈦金屬

人們之所以了解鈦,是因為它在重量和強度特性之間具有出色的平衡。這種材料組合以最小的重量實現了出色的強度。它在惡劣條件下表現出優異的防銹性、耐熱性和耐用性。

航空航太、汽車和醫療產業使用鈦來滿足其工具需求。該材料滿足對堅固、輕巧且耐用的部件的所有要求。 獲得更多關於 鈦與鋁.

鋁化鈦

圖中展示了發動機中使用的鈦鋁製成的扭曲葉片部件。

鋁化鈦

鈦鋁化物通常包括鈦、鋁和鈮等其他元素。 這兩種物質形成了一種既能保持強度又能保持重量輕的材料。

該材料達到的拉伸強度測量值為 880兆帕 屈服強度輸出為 800 兆帕。 它特別適合用於飛機引擎和高性能車輛。這種材質之所以脫穎而出,是因為它在光照下依然保持強度,並能在高壓環境下生存。

影像顯示了原始形式的鉻金屬,其原子序數為 24,原子量為 52.00,標記清晰。

金屬鉻

單憑其強度特性還不足以定義這種金屬。該材料是迄今為止測量過的最堅硬的金屬物質之一。由於其強大的特性,它在金屬塗層和合金中得到應用。

不銹鋼和鍍層部件含有鉻這種必需材料。然而,單獨使用這種材料並不能提供最大的強度。將鉻與其他材料結合將大大提高材料的硬度和耐用性。

影像顯示的是原始形態的純鐵。

純鐵

儘管它是一種基本金屬,但仍然值得關注。該材料交付 246兆帕 屈服強度和 414兆帕 抗拉強度。

鐵金屬用於製造結構部件、鏈條和工具。其強度和優異的可加工性確保其保持良好的形狀品質。

鐵的製造過程透過各種處理階段來增加其強度。它被世界各地的工業界廣泛接受。當您需要指導時,Prolean Tech 的團隊可以幫助您選擇最合適的金屬。

相關: CNC加工常用材料

金屬強度對比圖

在為項目選擇金屬時,強度並不是唯一的因素。你還需要考慮 硬度、密度和屈服強度。 “ 金屬柔軟度圖表 以下讓您快速了解不同金屬在強度和物理性能上的比較。

金屬類型 拉伸強度 (PSI) 屈服強度 (PSI) 洛氏硬度(B級) 密度(kg /m³)
304不銹鋼 90,000 40,000 88 8,000
6061-T6鋁 45,000 40,000 60 2,720
5052-H32鋁 33,000 28,000 - 2,680
3003鋁 22,000 21,000 20-25 2,730
A36結構鋼 58,000-80,000 36,000 - 7,800
八級鋼 65,000 50,000 - 7,800
黃色黃銅 - 40,000 55 8,470
紅黃銅 - 49,000 65 8,746
純銅 - 28,000 10 8,940
磷青銅 - 55,000 78 8,900
鋁青銅 - 27,000 77 7,700-8,700
純鈦 63,000 37,000 80 4,500

表格說明: 上面的圖表提供了詳細的概述,可以幫助您比較 CNC加工材料 容易地。如果您需要協助為您的應用選擇合適的金屬, 普羅靈科技 準備提供幫助。

 

最後的思考 

在金屬之間做出選擇仍然至關重要,因為它可能導致產品的失敗或成功。您的設計要求決定了您應該如何匹配材料強度。金屬強度圖表對於此類決策至關重要。在採取任何行動之前,圖表提供了必要的清晰度。

如果金屬選擇難題仍未解決,Prolean Tech 組織將盡力為您提供協助。我們按需提供 CNC加工服務 提供多種多樣的材料選擇。我們的專家根據產品的預期用途向客戶推薦具有適當強度的合適材料,以確保產品的可用性和經濟效益。您可以從 50 多種材料中進行選擇。此外,我們的團隊在每個生產階段提供全面的支持,從設計到交付的最後部分,專業地處理您的專案。 

常見問題解答

Q1:最堅固的金屬依序是哪些?

鎢是最堅硬的金屬,具有最高的抗拉強度。接下來是鋼合金、鈦和鉻。每種金屬以不同的方式提供強度。

問題 2:鈦和鎢哪個比較堅固?

整體而言,鎢比鈦更堅固。它更堅硬,抗拉強度更高。但鈦更輕且更靈活。所以,這取決於您計劃如何使用它。

Q3:如何決定金屬的強度?

您可以用不同的方法測試金屬強度。抗拉強度表示其能承受多大的力,而硬度則檢查其抗刮和磨損的能力。當材料開始彎曲時,就會顯示出屈服強度。

Q4:1磅鎢的價格是多少?

鎢的價格會隨著時間而改變。平均每磅價格約為 3.25 美元。純度、形式和市場需求會影響最終價格。 

Q5:金屬強度有哪些不同種類?

有三種主要類型需要了解。抗拉強度、屈服強度和硬度。每個都會告訴您金屬的性能如何。您將根據其需要完成的工作進行選擇。

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