جدول سختی فلزات

یک آسمان خراش سر به فلک کشیده در زیر وزش باد شدید خم می‌شود، اما نمی‌شکند. این یکی از مزایای فلزات است. فلزات به دلیل چکش خوار بودن، می‌توانند بدون شکستگی به شکل ورق، چکش شوند. از آنجایی که فلزات انعطاف پذیر هستند، می‌توان آن‌ها را به راحتی کشید. فلزات همچنین می‌توانند الکتریسیته را هدایت کنند. اما همه فلزات به یک اندازه ارزش ندارند. اگرچه بیش از سه چهارم از 118 عنصر جدول تناوبی فلزات هستند، اما ما ابزارهایی را تنها از تعداد کمی از آن‌ها می‌سازیم. این به این دلیل است که فلزات آشنا، مانند آهن و نقره، خاص هستند. برای یک چیز، پیدا کردن آن‌ها راحت‌تر از فلزات دیگر است.

فلزات آشنا نسبت به سایر فلزات واکنش پذیری کمتری دارند. واکنش پذیری به چگونگی واکنش شیمیایی یک ماده با مواد دیگر اشاره دارد. فلزات کم واکنش نسبت به فلزات با واکنش‌پذیری بالا ایمن‌تر هستند. نقره خالص آنقدر ایمن است که از آن برای جواهرات و ظروف تخت استفاده می‌کنیم. اما سدیم خالص، که یک فلز است، آنقدر واکنش‌پذیر است که در تماس با آب منفجر می‌شود!

فلزات ترکیبات طبیعی پوسته زمین هستند که در آن‌ها عموماً به شکل سنگ معدن فلزی یافت می‌شوند که هم با یکدیگر و هم با بسیاری از عناصر دیگر مرتبط هستند. آن‌ها همچنین به طور طبیعی در سنگ‌های شسته شده توسط آب‌های سطحی و زیرزمینی و در گرد و غبار اتمسفر نیز وجود دارند.

بیشتر فلزات سخت هستند اما برخی نیز سخت نیستند. سدیم و پتاسیم فلزاتی هستند که با چاقو قابل برش هستند در حالی که جیوه یک فلز مایع در دمای اتاق است. آهن ماهیتی جامد دارد. سختی فلز یکی از ویژگی‌های اکثر فلزات است که نشان می‌دهد این ماده چقدر در برابر تغییر شکل، مقاومت می‌کند. به راحتی می‌توان فرض کرد که همه فلزات سخت هستند، اما برخی مانند جیوه، که در دمای اتاق مایع است و حتی مقدار سختی هم ندارد، و همچنین فلز سدیم، وجود دارند که می‌توانید آن‌ها را با چاقوی آشپزخانه نیز برش دهید. چندین مقیاس و سیستم مختلف وجود دارد که سختی فلز را اندازه‌گیری می‌کند. در این مقاله با صباپروفیل همراه باشید تا به بررسی جدول سختی فلزات بپردازیم.

واحد سختی فلزات

جدول سختی فلزات بر اساس مقیاس سختی موس

در مورد سختی، اکثر مردم با مقیاس سختی موهس (Mohs) آشنا هستند. این مقیاس در سال 1812 توسط زمین شناس و کانی شناس آلمانی فردریش موهس (1839-1773) ایجاد شد. این سیستم سختی را بر اساس سایش سطح تعیین می‌کند. ایده پشت مقیاس سختی Mohs بسیار ساده است. خراش دادن یک ماده با مواد دیگر. اگر ماده A بتواند ماده B را خراش دهد، ماده A سخت‌تر از B است. این مقیاس تقریباً به طور انحصاری برای مواد معدنی و سنگ‌های قیمتی استفاده می‌شود، اما می‌تواند برای فلزات نیز اعمال شود.

جدول سختی فلزات بر اساس مقیاس سختی راکول

روش سختی راکول (Rockwell hardness) دو فرورفتگی ایجاد شده در یک ماده را با هم مقایسه می‌کند. آزمایش راکول عمق نفوذ یک فرورفتگی را تحت یک بار بزرگ (بار اصلی) در مقایسه با نفوذ ایجاد شده توسط یک پیش بار (بار جزئی) اندازه‌گیری می‌کند. ویژگی منحصر به فرد مقیاس راکول این است که به صورت خطی با مقاومت کششی مواد همبستگی دارد. سختی راکول به طور کلی برای مواد سخت‌تر محفوظ است.

جدول سختی فلزات بر اساس مقیاس سختی برینل

مقیاس سختی برینل (Brinell hardness) یک معیار پذیرفته شده برای سنجش سختی در مواد است. این شامل فشار دادن یک توپ فولادی (یا کاربید تنگستن برای مواد سخت‌تر) به قطعه آزمایشی با نیروی ثابت و شناخته شده است. هرچه مواد نرم‌تر باشند، توپ به عمق بیشتری نفوذ می‌کند و بالعکس. مرحله بعدی اندازه‌گیری قطر قالب حاصل است و به دنبال آن یک محاسبه، معمولاً بر حسب مگا پاسکال، برای تعیین مقیاس سختی برینل است. مقادیر معمولی سختی برینل برای چند ماده و فلز رایج به شرح زیر است:

جدول سختی فلزات بر اساس مقیاس سختی ویکرز

مقیاس سختی ویکرز (Vickers hardness) از یک الماس هرمی شکل مربعی برای تحت تأثیر قرار دادن مواد استفاده می‌کند. سپس برداشت اندازه‌گیری می‌شود. اندازه قالب تعیین می‌کند که تا چه اندازه به داخل ماده فشار داده شده است. سپس فرمولی برای تعیین سختی مواد اعمال می‌شود.

یک مزیت در اینجا این است که اندازه‌گیری عرض یک قالب مربع بسیار ساده‌تر از یک دایره است. این به این معنی است که برخلاف بسیاری از روش‌های دیگر، می‌توانید از فرمول یکسان (بدون توجه به اندازه فرورفتگی) و همچنین از یک فرورفتگی برای همه انواع مواد استفاده کنید.

فلزات, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 18 دی 1402