Титановый или стальной меч?

Теги
«Почему именно сталь? Можно же делать мечи и из титана». Такие комментарии приходится все чаше слышать с тех пор, как вышел на экраны приключенческий фильм «Кровь» («Blade»). В кино охотник на вампиров (и другие герои 8 видеоиграх) идут на своих врагов, до зубов вооружившись титановыми мечами. Вызванный таким видео и ножами с титановыми клинками, приходит вопрос: не отслужил ли свое стальной меч с появлением титанового?

Элемент титан имеет ряд преимуществ: он очень твердый и износостойкий, абсолютно устойчив к коррозии, не намагничивается и почти на 40 процентов легче стали. Такие качества делают титановые сплавы идеальным материалом для рукояток ножей. Но с клинками дело обстоит иначе: титан не такой гибкий и твердый, как сталь, и при этом не обладает режущими свойствами.

  Титановый меч из фильма Блейд (Blade) | Как выковать титановый меч

Даже самая мягкая сталь, идущая на изготовление клинков, имеет индекс твердости 54 по HRC (Hardness Rockwell Cone), в то время как бета-титановые сплавы для лезвий ножей доходят лишь до 47 HRC, тогда как клинок меча должен иметь твердость почти 55 HRC.

Если изготовить мечи одинакового размера из стали и титана, то стальной меч сможет порубить титановый буквально на куски. Чтобы получить такую же прочность, что и у стального меча, клинок должен иметь толщину от 1,5 до 2 сантиметров.

По этой причине титановые клинки применяются только в специальных целях, когда использовать сталь не имеет смысла, например, для абсолютно устойчивых к коррозии ножей для ныряльщиков или антимагнитные инструменты для мастеров-подрывников. Во всех других областях сталь использовать однозначно предпочтительней.

Но даже если бы титановые сплавы были достаточно твердыми для меча, у титановых мечей была бы другая проблема: они были бы очень легкими. Вес меча и без того слишком сильно преувеличивали, так что преимущества титана с этой точки зрения тоже преувеличены.

Поскольку многие непосвященные исходят из того, что длинный меч весит 10-15 килограммов, то в этом теоретическом случае снижение веса не 40 процентов имеет большое значение. Но при фактическом весе всего лишь 1,5 килограмма 40 процентов следует оценивать совершенно по-другому.

Есть еще один очень важный аспект со времен Альберта Эйнштейна мы знаем, что энергия связана с массой и ускорением Кинетическая энергия удара меча, таким образом, зависит от собственного веса меча. И чтобы удар меча оказал воздействие, меч не может быть слишком легким. В общем, титан - не подходящий материал для мечей.
Дальше »

Электроножницы, полезный инструмент для дома

Что означает "резать ножницами"?

Под понятием "резать ножницами" понимают резание обрабатываемого материала путем срезающего усилия, прикладываемого с помощью двух или нескольких движущихся в противоположном направлении режущих кромок инструмента.
Резка электроножницами
Каковы наиболее важные моменты резания электроножницами?

Резание ножницами является очень быстрым процессом, обеспечивающим высокую скорость выполнения работ. Если режущий инструмент будет в хорошем состоянии, то кромки разреза на обрабатываемой детали будут высокого качества. Отрезаемая стружка возникает (теоретически) в виде бесконечного куска материала.

Какие материалы можно резать электроножницами?

Это зависит от типа конкретных ножниц. Можно разрезать и упругие материалы, и металлы.

Какие существуют виды электроножниц? 

Существуют следующие типы электрических ручных ножниц:
  • дисковые (универсальные) ножницы 
  • ножницы для резки листового металла 
  • шлицевые ножницы или гильотинные ножницы 

Как происходит собственно процесс резания?

При резке электроножницами в обрабатываемом материале создается последовательный разрыв, который отделяет обрабатываемый материал.

Процесс резки металла электроножницами
Как осуществляется подача ножниц?

Подача электроножниц выполняется оператором инструмента.

Требуется ли мышечная сила для прямой подачи ножниц?

Да. В зависимости от прочности материала необходимое прямое толкающее усилие может быть довольно высоким.
Дальше »

Усушка и разбухание древесины

Усушка древесины - это уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается после полного удаления свободной влаги и с началом удаления связанной влаги. В различных направлениях срезов ствола полная усушка древесины (от свежесрубленного до абсолютно сухого состояния) неодинакова и в зависимости от породы дерева составляет: линейная усушка - 0,1...0,3% (1...3 мм на длине 1 м), в радиальном направлении - З...6% и в тангенциальном - 7... 12% (7... 12 см на 1 м).


Однако не все породы древесины в одинаковой мере подвержены усушке. К мало усыхающим относятся ель и лиственница, к сильно усыхающим - дуб, липа, вяз, ольха, клен. Деформации разбухания аналогичны деформациям усушки, но противоположны по знаку.

Разбухание древесины происходит при поглощении влаги до предела гигроскопичности. Увеличение содержания свободной влаги не вызывает разбухания. Поглощение влаги и ее испарение происходит в основном через торцевые поверхности, поэтому бревна растрескиваются чаще всего по торцам.

Усушка и разбухание учитываются при изготовлении элементов деревянных конструкций. Неравномерность деформаций усушки и разбухания в разных направлениях сопровождается возникновением внутренних напряжений и является основной причиной растрескивания и коробления пиломатериалов и изделий.
Дальше »

Классификация влажности древесины

Влажность древесины растущего дерева может составлять 35...115%. Различают гигроскопическую влагу в древесине - связанную в стенках клеток, капиллярную, или свободную, - заполняющую полости клеток, сосуды и межклеточное пространство, и полную - арифметическую сумму гигроскопической и капиллярной влаги. Влагу, входящую в химический состав веществ, образующих древесину, называют химически связанной.

Определение влажности древесины Волгоград

Гигроскопическая влажность (может достигать 30...35%) удерживается в стенках клеток физико-химическими связями и не может быть выдавлена при распиле древесины. Состояние древесины, при котором объем гигроскопической влаги максимально возможен, а свободной влаги нет, называется пределом насыщения и для большинства пород находится в пределах 23...31%. Изменение гигроскопичной влажности приводит к усушке, разбуханию, короблению и изменению прочностных характеристик древесины.

Капиллярная (свободная) влага начинает появляться в древесине при влажности более 30% и практически не оказывает влияния на линейные параметры, но изменяет плотность, тепло и электропроводность, прочность и другие показатели.

Полная влажность может значительно превышать 35% и достигать у свежесрубленного дерева 120% (30...50% в ядровой части и до 180% в заболонной части), а при выдерживании в воде (мокрая древесина) - 200% и более (максимально 260%). Древесина, которая содержит только связанную влагу, принято называть влажной.

Древесину, содержащую связанную и свободную влагу, называют сырой (например, свежесрубленная древесина). При длительном нахождении влажной древесины на воздухе она постепенно высыхает и достигает равновесного состояния. Такую древесину называют воздушно-сухой. Ее влажность составляет 15... 18%.

Равновесная влажность комнатно-сухой древесины - 8... 12%. Именно до такой влажности необходимо сушить паркетную клепку, древесину, идущую на изготовление столярных изделий, и т.п. Для сопоставления свойств древесины, определяемых при различной влажности, их приводят затем к условной стандартной влажности, равной 12%.

Древесину с влажностью 0% называют абсолютно сухой. В строительных целях разрешается применять древесину с влажностью не более 20%. При высыхании сырой древесины сначала испаряется капиллярная влага. В естественных условиях (атмосферной сушки) для этого потребуется около 1 мес.

После полного удаления капиллярной влаги начинает удаляться гигроскопическая влага, на что потребуется около 1 года. Изменение гигроскопической влажности древесины влечет за собой изменение линейных размеров пиломатериалов.
Дальше »

Плазмообразующие среды (газы)

Теги
В основе плазмообразующих сред используют аргон, гелий, азот, воздух, водород, воду.

Аргон - химически инертный газ с низкой теплопроводностью, поэтому он хорошо защищает от перегрева и разрушения электрод и сопло. Однако, аргон малоэффективен для преобразования электрической энергии дуги в тепловую.

Он обладает самой низкой напряженностью поля столба дуги, т. е. аргоновая плазма вызывает значительное падение напряжения на дуге. Это означает, что при одинаковом токе в аргоновой плазме выделяется минимальное количество энергии по сравнению с другими плазмообразующими газами.

Газы образующие палазмы

Гелий - в отличие от аргона обладает большей теплопроводностью. В случае его применения для плазменной резки происходит быстрый нагрев и разрушение сопла. Гелий обеспечивает высокую напряженность дугового столба примерно в четыре раза более высокую, чем у аргоновой плазмы.

Гелий, в отличие от аргона, является более эффективным преобразователем энергии дуги в тепло и применяется в смеси с аргоном.

Азот является наиболее приемлемым газом для стабилизации плазменной дуги. Теплоёмкость азотной плазмы в пять раз выше аргоновой. Напряженность поля столба дуги в азоте более высокая, чем в аргоне. Поэтому использование азота в качестве плазмообразующего газа эффективно для преобразования электрической энергии в тепловую.

Воздух является сильным окислителем металлов. При использовании воздуха по сравнению с азотом скорость резки углеродистых и низколегированных сталей при тех же параметрах дуги возрастает более, чем в 1,5 раза.

Водород обеспечивает высокую напряженность поля дугового столба. Диссоциация и ионизация водорода происходит при более низких температурах, чем аргона и гелия. Теплоёмкость водородной плазмы несколько ниже азотной, но в четыре раза выше аргоновой.

Водород обладает высокой теплопроводностью и является эффективным преобразователем энергии дуги в тепло. Использование водорода в качестве плазмообразующего газа приводит к быстрому разрушению сопла в результате интенсивного нагрева. Поэтому водород применяют как добавку к аргону или азоту.

Вода может использоваться в качестве плазмообразующей среды самостоятельно, в виде пара или как добавка к рабочему газу. Применение воды обеспечивает интенсивное охлаждение периферийных участков столба дуги и концентрирует его. В результате температура в ядре дуги возрастает, увеличивается его проплавляющая способность.

Анализ рассмотренных плазмообразующих сред показывает, что ни один из газов не может обеспечить самостоятельно весь комплекс положительных свойств идеальной плазмообразующей среды. Поэтому используют смеси из различных газов.

Хорошо зарекомендовали себя смеси аргона и азота в сочетании с водородом. В сочетании с азотом и воздухом применяется вода. Плазмообразующая среда оказывает существенное влияние на изменение фазового состава металла прилегающего к поверхности реза, на его химический состав и механические свойства.
Дальше »