私たちは毎日ナイロンに遭遇します。最初は生地のシルク代替品として使用され、第二次世界大戦中にパラシュート、寿命のコード、さらには防弾チョッキの裏地に登場しました。今日、ナイロンは最も人気のあるものの1つですエンジニアリングプラスチック、その高強度比率、自己潤滑耐摩耗性、化学的および熱安定性、および処理汎用性のおかげです。

ナイロンは、1935年から1937年の間にデュポンによって最初に開発されたポリアミドとして知られる合成ポリマーのファミリーの商品名です。その分子鎖は、–NH – CO-(アミド)結合を繰り返すことで構成され、これらの鎖間の水素結合は結晶化度の増加をもたらします。この構造は、ナイロンに高い融点、優れた耐薬品性、および優れた電気挿入特性を与えます。熱可塑性として、ナイロンは繊維にスピンしたり、フィルムに投げ込まれたり、複雑な形状に噴射したりすることができ、添加物で修正して幅広い特性を実現できます。次のセクションでは、最も一般的なナイロングレードのいくつかと、それらの異なるプロパティがさまざまなアプリケーションにどのように適合するかを調べます。
詳細に飛び込む前に、以下の表は、各ナイロングレードの重要な特性の簡潔な概要を示しています。
| ナイロングレード | 使用されたモノマー | 化学構造(繰り返しユニット) | - (ch₂) - count | 引張強度(MPA) | 休憩時の伸び(%) | 曲げ弾性率(GPA) | 耐衝撃性 | 水分吸収 | 融解温度。 (°C) | 耐薬品性 | 寸法安定性 |
| PA6 | ε-caprolactam | - [nh–(ch₂)₅– co]n | 5 | 80–90 | 50–300 | 〜2.5 | ハイ(非常にタフ) | 〜2.8(飽和時に最大9) | 〜220 | とても良い;強酸/アルカリに攻撃されました | フェア(湿度の膨張) |
| PA6/6 | ヘキサメチレンジアミン +アディピン酸 | - [nh–(ch₂)₆– nh – co–(ch₂)₄– co]n | 6、4 | 85–95 | 20–80 | 〜3.0 | 中程度(より脆い) | 〜2.5(飽和時に最大8) | 255–265 | 優れたオイル/燃料抵抗;低ガス透過性 | フェア(湿度の膨張) |
| PA4/6 | 1,4-ジアミノブタン +アディピン酸 | - [nh–(ch₂)₄– nh – co–(ch₂)₄– co]n | 4、4 | 90–100 | 〜50 | 〜3.2 | ハイ(非常にタフ) | 〜3.8(PA6/6よりも高い) | 〜295 | とても良い; PA6/6に似ています(燃料/オイルに抵抗します) | 公正 - 貧しい(最も湿気を吸収する) |
| PA11 | 11-アミナウンドカノ酸 | - [nh–(ch₂)₁₀– co]n | 10 | 50–60 | 200–300 | 〜0.9 | 中程度(柔軟) | 〜0.25(飽和時に最大2.5) | 〜188 | 素晴らしい;優れた炭化水素と耐薬品性 | 優れた(最小限の腫れ) |
| PA12 | laurolactam(またはhmda + dodecanedio酸) | - [nh–(ch₂)₁₁– co]n | 11 | 50–70 | 200–300 | 〜1.4 | mod – high(非常に延性) | 〜0.25(飽和時に〜1–2まで) | 〜178 | 素晴らしい;燃料、溶剤、天気に非常に耐性があります | 優れた(最も寸法的に安定している) |
| PA6/10 | ヘキサメチレンジアミン +セバチン酸 | - [nh–(ch₂)₆– nh – co–(ch₂)₈– co]n | 6、8 | 60–70 | 〜150 | 〜2.1 | ハイ(寒いのは難しい) | 〜1.5(低) | 220–225 | 優れた化学および塩抵抗 | 良い(低湿気の取り込み) |
| PA6/12 | ヘキサメチレンジアミン +ドデカネディオ酸 | - [nh–(ch₂)₆– nh – co–(ch₂)₁₀– co]n | 6、10 | 60–65 | 〜200 | 〜2.2 | mod – high(タフ) | 〜0.25(非常に低い) | 215–218 | 素晴らしい;燃料、油に非常に耐性があります | 優れた(湿度が非常に安定している) |
注記
引張値と伸長値は、非強化ナイロン(おおよその範囲)の場合です。水分吸収は、〜50%の相対湿度(おおよそ)の平衡状態で与えられ、ほとんどのナイロンでは全水飽和値が高くなっています。 「耐衝撃性」とは、ノッチの衝撃(IZOD/Charpy)を指します。すべてのナイロンは、オイル、グリース、炭化水素に対する良好な耐薬品性を持っています。違いは、重要な場合にのみ注目されます。
ナイロンの名前の数字は、分子ビルディングブロックについて説明します。単一の数(たとえば、ナイロン6、11、または12)は、ラクタムまたはアミノ酸のリングオープン重合から来ています。その数は、モノマーの炭素原子に等しくなります。 2つの数値(たとえば、ナイロン6/6、6/12、4/6、または6/10)は、ジアミン(最初の数=その炭素数)と二酸(2番目の数=炭素数)の間の凝縮反応を指します。
平均-CH –セグメントの長さ(n)は、アミドリンク間の間隔と、単位長さあたり形成できる–NH··オー= C-水素結合の数の両方を制御します。 Nが大きいことを意味し、メチレンセグメントが長くなり、水素結合密度が低下し、通常は結晶化度が低下します。たとえば、PA12(n = 11)は間隔が最も長く、結晶性が最も低いのに対し、PA4/6(n =(4 + 4)/2 = 4)は、最短セグメント、最も高い水素結合密度、および最大の結晶性を持っています。芳香環、コポリマーブロック、フィラー、またはその他の特殊修飾子を導入すると、これらの構造的変化は規則性を破壊し、結晶性をシフトする可能性があるため、特定のデータシートまたはテストデータを必ず参照して効果を理解してください。

ナイロン6(PA6)は、ε-カプロラクタムのリングオープン重合によって生成される半結晶ポリアミドです。その傑出した特徴の1つは、優れた耐衝撃性です。破壊せずに低温でもショックを吸収することができます。 PA6は、高い引張強度、自己潤滑特性、および優れた耐摩耗性も提供します。その結果、PA6は、強度、耐摩耗性、ギア、ベアリングブッシング、自動車摂取量のマニホールドなどの強度、耐摩耗性、靭性のバランスを必要とする汎用エンジニアリングコンポーネントの選択肢です。ファイバーセクターでは、カーペット、テキスタイル、タイヤコードで広く使用されています。融点は220°C前後で、より緩やかな結晶化により、PA6はPA6/6やPA11やPA12などの長鎖ナイロンよりも処理しやすく、低いカビの収縮と滑らかな仕上げを実現します。この成形の容易さにより、PA6はスタジアムシートや銃器のフレームなどの複雑なまたは薄壁の部品に特に適しています。
PA6は一般的なナイロンの間で最も高い水分吸収を持っているため、湿度の変化にさらされる精密な部品には理想的ではないかもしれません。タイトトレランスアプリケーションの場合、シーリングまたは事前乾燥が推奨されます。PA6は、コスト、加工性、パフォーマンスのバランスをとるため、ナイロンファミリーのジェネラリストです。

ナイロン6/6(PA66)はオリジナルのナイロンの1つであり、多くの点でナイロン6に非常に似ていますが、より高度に結晶性ポリマー鎖があります。その結果、ナイロン6よりも高い引張強度と剛性を提供します。また、高負荷または高摩擦アプリケーションに利益をもたらす耐摩耗性が高く、耐摩耗性が高くなります。ナイロン6/6の融点は約260°C(500°F) - ナイロン6よりも高く、軟化する前により高い動作温度に耐えることができ、より厳しい熱環境に適しています。トレードオフは処理可能性です。ナイロン6/6は、成形または押し出しが難しく、より高い溶融とカビの温度が必要であり、ナイロン6よりも大きなカビの収縮を示す傾向があります。
ナイロン6/6は、ナイロン6よりも湿気吸収が少ない傾向もありませんが、依然として吸湿性があるため、耐性のある部分では湿度を考慮する必要があります。一般に、ナイロン6よりも耐衝撃性が低くなります。言い換えれば、ナイロン6は衝撃強度または振動抵抗に適していますが、ナイロン6/6は、より高い降伏強度、剛性、耐熱性が最も重要な場合に好まれます。実際には、ナイロン6/6は、追加のパフォーマンスが必要な場合、ナイロン6と同様の用途でよく使用されます。たとえば、高強度の機械部品、ギア、ハウジング、および高温を見る自動車の下部コンポーネントです。また、産業機械、工具、電気部品でも一般的であり、広い温度範囲にわたって強度を保持し、優れた誘電特性を提供します。

別の短鎖脂肪族ナイロンとして、PA4/6は、機械的および熱プロファイルでPA66に最も近いものと一致します。このポリマーには、対称性とジアミンの長さが短いことを示す非常に結晶構造があります。その結果、PA4/6の融点が高く、引張強度が高くなります。脂肪族ナイロンの中で、より専門的なポリマーファミリーに移動する前に、機械的性能のために事実上上部近くにあります。また、より速く結晶化し、より短い成形サイクルと潜在的に高い疲労抵抗を可能にします。 PA4/6の衝撃靭性は、PA66の靭性を超える可能性があります(特にノッチングされたテストでは)。
マイナス面では、PA4/6はPA66よりも多くの湿気を吸収し、生産(および購入)によりコストがかかります。 PA4/6は、水分の安定性とコストを犠牲にしてナイロンのパフォーマンスでバーを上げると言うかもしれません。

ナイロン11は、11-アミナウンドカノ酸(ヒマシ油から)の自己凝縮によって生成されるバイオベースの長鎖ポリアミドです。その長いメチレンセグメントは、PA6やPA66などの短鎖ナイロンよりもはるかに少ないため、水分はほとんど吸収されません(周囲湿度では約0.2〜0.3%)、寸法安定のままで、湿気のある環境では電気特性を維持します。機械的には硬くて非常に延性があり(伸びがしばしば200〜300%)、低温でも衝撃と疲労抵抗を保持します。実際には、硬いものよりも柔軟なエンジニアリングプラスチックのように振る舞います。
その長鎖構造の裏側は、引張強度/剛性が低く、耐熱性が低い(融点〜185〜190°C;控えめなHDT)。したがって、PA11は、PA66またはPA4/6が通常指定されている高温で重荷のある構造部品に理想的ではありません。 PA11は、液体接触および屋外サービスに適しています:柔軟な燃料および空気圧ブレーキライン、ホース/クイック接続、ケーブルジャケット、シール、および医療または産業用チューブ。また、SLS 3D印刷用の主食粉で、丈夫で耐えられる部品が必要です。 PA12と比較して、PA11はわずかに高い融点を提供し、通常はUV/ホットエアの老化が優れていますが、PA12は柔らかく柔軟なタッチになる傾向があります。

PA12は有名な「長鎖」ナイロンであり、VestamidやGrilamidなどの商品にしばしば関連付けられています。ナイロン12は化学的にナイロン11と非常によく似ており、多くの用途で交換可能と見なされることがよくありますが、微妙な違いがあります。ナイロン12は完全に石油化学的(通常はブタジエンから)ですが、ナイロン11は再生可能キャスターオイルのバイオベースであり、持続可能性が懸念される場合は重要です。 PA11は通常、わずかに高い融点を持ち、温度の上昇で少し優れており、しばしばより良いUV耐性を示します。一方、PA12はわずかに柔軟性が高く(伸長〜300〜400%対PA11の〜200〜300%)、モジュラスがわずかに低いため、少し柔らかく感じます。水分吸収と耐薬品性の場合、それらはほぼ同じです。どちらも素晴らしいです。
注目に値するコスト:PA12は通常、最も高価なナイロンの1つです(Bioベースの原料のためにPA11または少し高くなっています)。そのため、PA12は本当に必要な場合に使用されます。PA6ははるかに安いため、PA6で十分な場合はPA12を選択しません。要約すると、PA12はナイロンファミリーで最良の寸法の安定性と耐薬品性を提供し、凍結状態でも延性があるため、ホース、アザラシ、クイックコネクト、ケーブルジャケット、および濡れた、寒さ、または化学的に攻撃的な環境で失敗してはならない他の部品に最適です。ただし、PA6やPA66ほど強力でも耐熱性ではないため、普遍的な代替品ではなく専門家です。

ナイロン6/10(PA610)は、PA66の湿度の問題に対処するために開発された初期の「低変動」ナイロンの1つでした。単位の長さあたりのアミド基が少ないため、極性が少なく、PA6の水分の約半分(またはそれ以下)を吸収し、より良い寸法安定性を実現します。また、他の長鎖ナイロンのように良好な伸長を示し、寒さの中で靭性を保持しているため、屋外または低温の部品に適しています。 PA6/PA66と比較して、PA610の引張強度と剛性はわずかに低くなっています。全体として、PA610は、水分の安定性と柔軟性を向上させるために、少し強度と剛性を交換するナイロンと考えてください。
その融点(〜220〜225°C)と中程度の収縮により、PA6に近い成形/押し出し条件があります。化学的には、PA610は優れています。ほとんどの油と溶媒に抵抗し、塩化亜鉛などの塩の存在下での環境ストレス亀裂に特に耐性があります(PA66を積極的に攻撃することができます)。その含有量の一部(セバチン酸)は再生可能なソースから来ているため、より持続可能なナイロンオプションとして販売されることがあります。古典的な用途には、毛やフィラメント(例えば、歯ブラシや産業用ブラシの毛、歴史的にデュポン「Tynex」グレード)、モノフィラメント(釣り糸、雑草のトリマーライン)が含まれます。成形部品では、PA610は電気絶縁体/コネクタ、精密成分、ジッパー要素、および一部の自動車燃料システムコンポーネントに使用されます(ただし、PA12とPA11は連続燃料ラインを支配しています)。 PA12と比較して、PA610は安価で少し強いため、要求の少ない役割でPA12を置き換えることができます。要するに、PA610はニッチを中間ナイロンとして埋めます。PA66のピーク強度の一部を獲得して、PA12の水分安定性の多くを獲得します。特に、寒さの中にプロパティを維持する必要がある半湿った環境や部品に便利です。

PA612(「612ナイロン」と呼ばれることもあります)はPA610と非常によく似ています。どちらもPA6/PA66よりも水分の吸収が少なく、はるかに優れた寸法の安定性があり、屋外および低温の状態を維持し、215〜218°C前後の融点を持つため、成形/押出条件はPA6に近いです。どちらも、流体処理コネクタ、精密電気コネクタ、および緊密な寸法を保持しなければならない湿度露出部品に適しています。
PA612の平衡水分吸収は低く、燃料/水蒸気透過は低く、ウェットステートの特性の漂流は小さくなりますが、通常はコストがかかります。経験則として、長期的な寸法および電気的安定性が重要な湿った環境のPA612を選択してください。 PA610を選択して、塩化亜鉛環境でのストレス亀裂に対する極端な低温靭性または耐性がより重要であり、コストの感度が高くなる場合。

各ナイロングレード - ナイロン6および6,6から短鎖脂肪族ナイロン4,6および長鎖ナイロン6,10、6,12、11、および12まで、特性の明確なバランスを奪います。ナイロン6と6,6は、高強度と剛性を持つ汎用の主力であり、多くの負荷をかける部分に適していますが、水分に敏感です。ナイロン4,6は、水耐性が高く、高温の高強度を高め、水分の取り込みとコストを高くしていますが、高強度の高強度を保持します。より長いチェーンに移動すると、ナイロン6,10および6,12は水分吸収を減らし、少しの強度を犠牲にして靭性を改善します。最後に、ナイロン11と12は、最高の湿気と化学の回復力と例外的な靭性の中で提供され、流体接触、屋外、および柔軟なアプリケーションを選択することになります。
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金属スプーンについて考えてください。ハンドルを軽く押すと、少し曲がりますが、手放すとすぐに戻ってきます。ただし、より強く押すと、スプーンが永続的な曲がり角になります。その時点で、あなたはスプーンの降伏強度を通り過ぎました。この記事では、降伏強度の意味、引張強度や弾性限界などの関連するアイデアとどのように比較されるか、そしてそれが現実の世界で重要な理由を探ります。また、降伏強度と一般的な材料の典型的な値に影響を与える要因についても見ていきます。 降伏強度とは 降伏強度は、材料が永続的に変形し始める応力レベルです。簡単に言えば、それは素材が跳ね返り(弾性挙動)を止め、完全に逆転しない方法で曲げまたは伸びを開始するポイントです。降伏強度の下で、力を除去すると、材料は元の形状に戻ります(その長さに戻るスプリングのように)。降伏強度を超えて、材料は永遠に変化します。 これをよりよく理解するために、ストレスと緊張という2つの重要な用語を分解しましょう。ストレスは、断面領域で割った材料、または単に材料内の力の強度に加えられる力です。あなたはそれを圧力と考えることができますが、ストレスは外部のプッシュではなく内部反応を説明します。ひずみとは、長さの変化を元の長さで割ったように計算される材料の変化の形状です。ひずみに対するストレスをプロットすると、aが取得されますストレス - ひずみ曲線これは、負荷が増加するにつれて材料がどのように動作するかを示しています。 ストレス - ひずみ曲線の初期の部分では、材料は弾力的に振る舞います。ストレスとひずみは比例し(フックの法則の下で直線)、荷重が除去されると材料は元の形状に戻ります。この領域の終わりは弾性限界です。降伏強度は、この移行を弾性の挙動からプラスチックの挙動に示し、可逆的な変形と不可逆的な変形の境界を定義します。 軟鋼のような多くの延性金属の場合、この移行は鋭いものではなく徐々にです。降伏強度を一貫して定義するために、エンジニアはしばしば0.2%のオフセット方法を使用します。それらは、曲線の弾性部分に平行なラインを描画しますが、0.2%のひずみによってシフトします。この線と交差する点は、曲線と交差する点が降伏強度としてとられます。これは、明確な降伏点が存在しない場合でも、降伏強度を測定するための実用的で標準化された方法を提供します。 降伏強度と引張強度 定義したように、降伏強度は、材料が永続的に変形し始めるストレスです。しばしば究極の引張強度(UTS)と呼ばれる引張強度は、材料が壊れる前に耐えることができる最大応力です。その点に達すると、材料は追加の負荷を運ぶことができなくなり、すぐに骨折が続きます。 どちらも材料がストレスにどのように反応するかを説明しますが、それらは異なる限界を表しています。降伏強度は永久変形の開始を示しますが、引張強度は限界点を示します。たとえば、スチールロッドを引っ張ると、最初に伸長します。降伏強度を通り過ぎると、永続的な伸びが必要です。張力強度に達するまで続けてください。そうすれば、ロッドは最終的にスナップします。 実用的な設計では、エンジニアは、コンポーネントが持続的な損傷をせずに機能的なままでなければならないため、降伏強度に重点を置いています。引張強度は依然として重要ですが、通常、使用中には決して発生しない故障条件を示します。 引張強度に加えて、降伏強度は、しばしば他の2つの概念と混同されます。 弾性制限:弾性制限は、荷重が除去されると、元の形状に完全に戻っている間に材料が取ることができる最大応力です。この制限以下では、すべての変形は弾力性があり、可逆的です。多くの場合、弾性限界は降伏強度に非常に近いため、2つは同じように扱われます。弾性制限は正確な物理的境界を示しますが、降伏強度は一貫して測定して安全な設計に使用できる標準化されたエンジニアリング値を提供します。 比例制限:この用語は、応力 - 伸縮曲線の線形部分に由来します。比例制限は、フックの法則に従って、ストレスと緊張が直接的な割合で増加するポイントです。通常、弾性制限と降伏強度の両方の前に発生します。この点を超えて、曲線は曲がり始めます。関係はもはや完全に線形ではありませんが、材料はまだ弾力性があります。 降伏強度に影響を与える要因 降伏強度は固定されたままではありません。いくつかの材料と環境要因に応じて変化する可能性があります。ここに最も一般的なものがあります: 材料組成(合金要素) 金属の構成は、その降伏強度に大きな影響を与えます。金属では、合金要素を追加すると、それらを強くすることができます。たとえば、炭素、マンガン、クロムなどの元素が添加されると、鋼は強度を獲得しますが、炭素が多い場合も脆弱になります。アルミニウム合金は、銅、マグネシウム、亜鉛などの元素から強度を得ます。これらの追加により、金属内に脱臼の動きをブロックする小さな障害物(プラスチック変形の原子レベルのキャリア)が生じ、降伏強度が高まります。簡単に言えば、金属の「レシピ」により、曲がりが難しくなり、簡単になります。そのため、ソーダ缶のアルミニウムは柔らかく柔軟であり、航空機の翼のアルミニウムは他の金属と混合しているため、降伏強度がはるかに高くなっています。 粒サイズ(微細構造) 一般に、穀物が小さいことはより高い強度を意味し、ホールとペッチの関係によって記述されている傾向です。その理由は、穀物の境界が転位運動の障壁として機能するため、より細かい粒子はより多くの障害物を生み出し、金属をより強くすることです。冶金学者は、制御された固化または熱機械処理を通じて穀物のサイズを改良します。たとえば、多くの高強度の鋼と超合金は非常に細かい穀物で設計されており、非常に大きな穀物を持つ金属がより簡単に収量する傾向があります。 熱処理 金属の加熱と冷却の方法は、その構造を変えることができ、したがってその降伏強度を変えることができます。アニーリング(遅い加熱と冷却)金属を柔らかくし、降伏強度を低下させ、内部応力を緩和することにより延性を引き出します。消光(水または油の急速な冷却)は、構造を硬くてストレスのある状態にロックし、降伏強度を大幅に増加させますが、金属を脆くします。バランスを回復するために、クエンチングの後に続くことがよくあります気性、タフネスを改善する中程度の再加熱ステップ。 適切な熱処理を選択することにより、メーカーはアプリケーションに応じて金属をより硬く、または柔らかくすることができます。たとえば、スプリングスチールは高降伏強度を達成するために処理されるため、変形せずに曲げることができますが、スチールワイヤーは最初にアニールされ、簡単な形をしてから後で強化します。 製造プロセス(コールドワーク) 材料が機械的にどのように処理されるかは、降伏強度を変えることもできます。コールドワーク(コールドローリングやコールドドローイングなど、室温で金属を変形させる)は、作業硬化と呼ばれるメカニズムを介して降伏強度を高めます。金属を卑劣に変形させると、その結晶構造に転位と絡み合いを導入します。これが、コールドロールスチールが通常、ホットロールされた(作業中ではない)状態で同じスチールよりも高い降伏強度を持っている理由です。 温度と環境 経験則として、ほとんどの金属は高温で降伏強度を失います。熱は金属を柔らかくするので、力を少なくして変形させることができます。非常に低い温度では、一部の材料はより脆くなります。粗末に変形する能力は減少するため、降伏応力は技術的な意味で増加する可能性がありますが、収量よりも骨折する可能性が高くなります。 腐食や放射線などの環境要因も材料を分解する可能性があります。腐食はピットを作成したり、断面積を減らしたりし、収量する前に構造が処理できる荷重を効果的に削減します。たとえば、錆びた鋼鉄の梁は、腐食されていない荷物よりも低い負荷の下で生成される可能性があります。これは、その有効厚さが減少し、錆からマイクロクラックがストレスを集中させる可能性があるためです。 異なる材料の降伏強度 ストレス - ひずみ曲線は、異なる材料が荷重にどのように反応するかを比較する簡単な方法を提供します。上の図では、4つの典型的な動作を見ることができます。応力が増加するにつれてそれぞれが異なって反応し、その降伏強度はそれらの違いを反映します。 脆性材料:ガラスやセラミックなどの脆性材料は、塑性変形がほとんどありません。彼らは突然骨折するまでほぼ直線に従います。彼らの降伏強度は、彼らが実際に「収量」していないからです。 強いが延性材料ではない:高強度鋼などの一部の材料は、高いストレスに耐えることができますが、延性が限られていることを示します。彼らは高降伏強度を持っています。つまり、永続的な変形によく抵抗しますが、壊れる前にあまり伸びません。 延性材料:軟鋼やアルミニウム合金などの金属は延性があります。それらは特定の応力レベルで屈し、その後、壊れる前に著しい塑性変形を受けます。彼らの降伏強度は、究極の引張強度よりも低く、エンジニアに設計するための安全な「バッファーゾーン」を提供します。 プラスチック材料(ソフトポリマー):ソフトプラスチックとポリマーの降伏強度は比較的低いです。それらは小さなストレスの下で簡単に変形し、明確な降伏点を示さない場合があります。代わりに、それらは骨折への鋭い移行を示すことなく着実に伸びています。 これらの一般的な行動は、実際の降伏強度値を見るとより明確になります。以下の表には、一般的なエンジニアリング材料と比較のための典型的な降伏強度が示されています。 材料降伏強度(MPA)鋼鉄〜448ステンレス鋼〜520銅〜70真鍮〜200+アルミニウム合金〜414鋳鉄〜130典型的な降伏強度値 現実世界で降伏強度が重要な理由 降伏強度は、荷重の下に形状を保持するために材料が必要なときはいつでも重要です。ここにそれが重要な役割を果たすいくつかの領域があります: 建設とインフラストラクチャ 建物や橋では、高降伏強度のために鋼鉄の梁やその他の金属部品が選択されているため、車両、風、さらには地震からの重い荷物を曲げたり、垂れ下げたりすることなく運ぶことができます。通常の使用中にビームが生成された場合、構造の安全性は危険にさらされます。そのため、エンジニアは常にストレスを降伏点をはるかに下回るマージンで設計します。 自動車の安全 現代の車は、衝突中に制御された方法で生成するように設計されたクランプルゾーンを使用します。衝撃力がフロントパネルまたはリアパネルの降伏強度を超えると、これらの領域は、完全な力を乗客に渡すのではなく、永久変形を通してエネルギーをしゃがみ、吸収します。同時に、キャビンは、居住者を保護したままにして、降伏に抵抗する高強度の材料で補強されます。 航空宇宙と輸送 航空機の着陸装置は、永久に曲がることなくタッチダウンの衝撃に耐える必要があります。胴体と翼は、材料が十分な降伏強度を欠いている場合に損傷を引き起こす繰り返しの加圧サイクルと空力的な力に直面します。強度と低重量のバランスをとるために、エンジニアはしばしばアルミニウムやチタンなどの高度な合金に目を向けます。同じ原則は、レールや船体の列車に適用されます。船体は、激しい使用の下で硬直し、永続的な曲がり角やへこみに抵抗する必要があります。 毎日の製品 レンチやドライバーなどの高品質のツールは、高利回りの強さの鋼で作られているため、通常の使用で曲がらないようにしますが、ストレスが降伏強度を超えると、より安価なツールはしばしば恒久的な曲がりを伸ばします。同じアイデアがシンプルなコートハンガーで見ることができます。軽い荷重が戻ってきますが、重い荷物や鋭い曲がりは降伏点を超えて押し進め、形状の永続的な変化を残します。降伏強度は、自転車フレームのような大きなアイテムの設計も導きます。これは、ライダーの重量を運ぶ必要があり、形を屈することなくバンプを吸収する必要があります。 Chiggoを使用して作業します 正確な降伏強度値を日常的なアプリケーションに要求する軽量航空宇宙コンポーネントを設計する場合でも、Chiggoはそれを実現するための専門知識と製造機能を提供します。私たちのチームはAdvancedを組み合わせていますCNC加工、3Dプリント、および深い材料の知識を備えた射出成形を使用して、あなたの部品が意図したとおりに正確に機能することを保証します。今すぐCADファイルをアップロードして、すぐに見積もりを取得してください!
ブロンズほど歴史的な重要性を持つ材料はほとんどありません。青銅器時代に5、000年以上前に最初に開発されたこの銅ベースの合金は、人間の職人技の新しい時代を導いたツール、武器、芸術に革命をもたらしました。ブロンズはしばしばキャスティングとハンド鍛造に関連していますが、現代の製造では、ベアリング、ブッシング、ギア、バルブコンポーネントで広く使用されています。このコンポーネントでは、鋳造部品が緊密な許容範囲を満たすために仕上げられています。
金属の表面仕上げに関しては、特にアルミニウムの場合、陽極酸化処理が最初に思い浮かぶことがよくあります。ただし、より汎用性の高い代替手段として、電気めっきがあります。特定の金属に限定される陽極酸化処理とは異なり、電気めっきは幅広い材料に適用できます。部品上に金属の薄い層を蒸着することにより、部品の外観、耐食性、耐久性、導電性を大幅に向上させることができます。
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