Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

ความแข็งแกร่งของโลหะวัดจากอะไร

Posted By sanomaru | 19 ก.ค. 60
1,625 Views

  Favorite

ตึกรามบ้านช่อง เสาไฟฟ้า ยวดยานพาหนะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่เครื่องใช้ในบ้าน มักมีโลหะเป็นส่วนประกอบ จึงอาจเรียกได้ว่าโลหะนั้นอยู่รอบตัวเราอย่างใกล้ชิด แต่เคยสงสัยหรือไม่ว่าโลหะใดที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก แล้ววัดได้จากอะไร

 

แท้จริงแล้วเป็นคำถามที่ยากจะตอบ ว่าโลหะใดที่แข็งแกร่งที่สุด เนื่องจากความแข็งแกร่งของโลหะสามารถพิจารณาได้จากสมบัติหลัก ๆ 4 ประการ ได้แก่
1. ความต้านทานต่อแรงดึง (Tensile Strength) แรงต้านทานต่อแรงดึงสูงสุดก่อนที่วัสดุจะแยกออกหรือขาดออกจากกัน
2. ความต้านทานต่อแรงกด (Compressive Strength) แรงต้านทานต่อแรงกดสูงสุดก่อนที่วัสดุจะแตกออกจากกัน
3. ความเค้นจุดคราก (Yield Strength) ค่าความสามารถของวัสดุในการต้านแรงดึงเมื่อถึงจุดที่วัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร
4. ความทนต่อการกระแทก (Impact Strength) ค่าความทนทานต่อการแตกหักของวัสดุ

ภาพ : Pixabay

 

โลหะแต่ละชนิด มีสมบัติ 4 ประการแตกต่างกันไป โลหะบางชนิดมีความต้านทานต่อแรงดึงสูง แต่อาจจะมีความทนต่อการกระแทกต่ำก็ได้ ซึ่งขึ้นกับปัจจัยบางอย่าง เช่น โครงสร้างของโมเลกุลของโลหะนั้น

 

หากพิจารณาจากค่าความต้านทานต่อแรงดึง จะพบว่าทังสเตน ซึ่งมีสัญลักษณ์ธาตุ W ที่อยู่ในกลุ่มโลหะทรานซิชัน เป็นโลหะที่มีค่าความต้านทานต่อแรงดึงสูงสุดในกลุ่มของโลหะตามธรรมชาติ โดยมีค่าความต้านทานต่อแรงดึงอยู่ที่ 1,510 เมกะพาสคาล (Mpa.) แต่ทังสเตนกลับมีความเปราะง่าย ทำให้ยากจะนำมาใช้งานโดยตรง ดังนั้น มันจึงมักถูกใช้เป็นส่วนผสมเติมลงในโลหะอื่น ๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงแทน เช่น เป็นส่วนผสมในเหล็กกล้า นอกจากนี้ทังสเตนยังถูกนำมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงไส้หลอดไฟด้วย ส่วนโลหะตามธรรมชาติอื่น ๆ เช่น เหล็ก (Fe) นิกเกิล (Ni) ไทเทเนียม (Ti) โครเมียม (Cr) จะมีความแข็งแกร่งรองลงมา

ภาพ : Pixabay

 

อย่างไรก็ตาม แม้โลหะตามธรรมชาติจะมีความแข็งแกร่งสูง แต่เมื่อต้องการนำมาใช้ประโยชน์ทั้งในด้านสิ่งปลูกสร้างหรือโครงสร้างพื้นฐาน ก็อาจต้องมีการเติมโลหะหรือส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งให้มากขึ้นด้วย โดยวัสดุที่ประกอบด้วยโลหะ 2 ชนิดขึ้นไป จะเรียกว่าโลหะผสมหรืออัลลอยด์ (Alloy)

 

ตัวอย่างของอัลลอยด์ เช่น
     เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel) เป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กและคาร์บอน ซึ่งทำให้วัสดุนี้มีความแข็งแกร่งมากขึ้น โดยมีแรงต้านทานต่อแรงตึงที่ 580 Mpa. ถูกนำไปใช้ประโยชน์ เช่น ทำรางรถไฟ ท่อเหล็ก สปริง

ภาพ : Pixabay

 

     อัลลอยด์ผสม (Steel-Iron-Nickel Alloy) อัลลอยด์นี้มีส่วนผสมหลักคือ เหล็กกล้าคาร์บอน โดยมีการเติมนิกเกิลลงไปด้วยเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อแรงดึงให้เป็น 1,460 Mpa. จึงมีความแข็งแกร่งมากขึ้น

     เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel) เป็นอัลลอยด์ของเหล็กกล้า ที่มีการเติมโครเมียมและแมงกานีสลงไปด้วย ความต้านทานต่อแรงดึงจึงสูงขึ้นมากกว่า 1,600 Mpa.

     ทังสเตนคาร์บาย (Tungsten Carbide) เป็นอัลลอยด์ที่มีส่วนผสมระหว่างทังสเตนกับคาร์บอน มีความต้านทานต่อแรงดึงประมาณ 500-1,050 Mpa. และด้วยความแข็งแกร่งของมัน จึงมักถูกนำไปใช้ในการทำมีด ใบเลื่อยวงเดือน และสว่าน

ภาพ : Pixabay

 

     คิวโปรนิกเกิล (Cupronickel) ประกอบด้วยทองแดงประมาณ 70% และนิกเกิลประมาณ 30% มีค่าความต้านทานต่อแรงดึง 310 Mpa. นิยมใช้เป็นส่วนประกอบของเหรียญในประเทศต่าง ๆ รวมถึงเหรียญ 1 บาท และ 5 บาทในประเทศไทยด้วย

 

และด้วยความรู้ในสมบัติของโลหะเช่นนี้ เราสามารถนำไปหาหรือเปรียบเทียบความแข็งแกร่งของโลหะหรืออัลลอยด์ เพื่อเลือกนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างเหมาะสมตามความต้องการ

 

ภาพปก : Pixabay

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • sanomaru
  • 0 Followers
  • Follow