Общий термин «сила» охватывает широкий спектр понятий. Грубо говоря, это обычно понимается как «предел текучести» ... нагрузка, при которой компонент начинает подвергаться постоянной пластической деформации. (то есть, когда нагрузка снимается, деформация не ослабляется, и компонент не возвращается к своей исходной форме.) Наиболее типичным показателем этого является модуль упругости (иногда называемый модулем Юнга) и наклон линейной части «кривой напряжение-деформация» при растягивающем нагружении. По этому показателю можно сравнить самые разные материалы ... Золото и свинец очень мягкие и пластичные. У них модуль упругости около 2 миллионов фунтов на квадратный дюйм (или, если вы предпочитаете метрическую систему, 14 ГПа ... гигапаскалей). Серебро немного прочнее ... 11 миллионов фунтов на квадратный дюйм (75 ГПа). Медь и ее сплавы около 16 МПа (110 ГПа). Чугун и углеродистые стали имеют около 30 МПа (205 ГПа) ... примерно в два раза больше, чем у меди и ее сплавов.
Теперь сравните их с вольфрамом (60 МПа / 400 ГПа). Вольфрам чрезвычайно "силен" при нагрузке на растяжение ... фактически вдвое превосходит сопротивление деформации растяжения, чем у чугуна и большинства углеродистых сталей. А алмаз примерно вдвое прочнее вольфрама ... 120 миллионов фунтов на квадратный дюйм, более 800 ГПа).
Однако следует отметить, что в материаловедении существует общее правило: «Ничего не получишь даром». Что касается прочности, это означает, что с увеличением прочности пластичность падает. Очень прочные материалы также могут быть очень хрупкими. Это очень затрудняет работу с очень прочными материалами. Обычно вольфрам не очень "холодно обрабатывают". По сути, вы должны отлить ему форму, близкую к чистой, или затем вырезать или вырезать желаемую форму. И если трещина образуется в хрупкой конструкции, она, как правило, становится очень «неумолимой». (Мать-природа, кажется, любит крошечные трещинки в очень прочных материалах. Напряжения собираются вокруг них, как туристы вокруг костра ... и они, кажется, всегда поют одну и ту же песню ... «Лондонский мост падает, падает, падает! «).
На самом деле инженеры-конструкторы любят «твердость». Более эзотерическая концепция, которая пытается уравновесить прочность (сопротивление деформации) и пластичность (сопротивление образованию и распространению трещин). Это одна из вещей, которые делают сталь такой универсальной. Он сочетает в себе прилично высокий уровень прочности на разрыв (намного более высокий, чем у меди, латуни, бронзы или алюминия и его сплавов) с устойчивостью к трещинам, которая намного выше, чем, скажем, вольфрам и другие сверхтвердые материалы. Добавьте к этому очень широкую доступность и низкую цену железа, а также легкость, с которой его свойства можно изменять с помощью химии сплава, термообработки и холодной обработки, и он действительно служит своего рода «универсальным конструкционным материалом». ». Да, есть «более прочные сплавы». Если ограничиться металлами, а не материалами керамического / тугоплавкого типа, такими как корунд, алмаз и т. д., Вольфрам будет хорошим претендентом на очень высокую устойчивость к растягивающим напряжениям. Но он дорогой (примерно 10 долларов за фунт), ужасно плотный (плотный, как золото ... 19,3 г / см3 ... почти в три раза плотнее стали) и чрезвычайно хрупкий. Совсем не весело работать.
