Jak by hliník fungoval jako středověké brnění?

Hliník je příliš měkký na to, aby z něj vytvořil silné brnění. Na Mohsově stupnici má hliník 2,75, zatímco železo má například 4, měď má 3.

Mohsova stupnice je o tom, jak těžké je poškrábat daný materiál a čím vyšší číslo, tím těžší je materiál. To znamená, že zatímco měď může poškrábat hliník, opak není pravdou.

Upravit: I když existuje několik vlastností, na které se můžete podívat, žádná z nich sama o sobě neukazuje, co je dobré pro brnění a druh brnění, které chcete vyrobit .

Podívejme se na houževnatost:

Ve vědě o materiálech a metalurgii je houževnatost schopnost materiálu absorbovat energii a plasticky se deformuje, aniž by se zlomil to bez zlomenin. Žádné zlomeniny nejsou dobré, ale velký důlek v náprsníku znamená, že už nemůžete volně dýchat. Ve středověku se toho s železnou / ocelovou zbrojí stalo hodně, ale s hliníkem by to bylo mnohem horší. Z tohoto důvodu jsou měkké, ale houževnaté materiály dobré pro flexibilní brnění, které nezachovává průřez, nebo alespoň ne na velké ploše.

Zpět na hliník. Hliníkové brnění může být dobré pro prezentační účely, jako je pro obřadní stráže. Brnění vypadá dobře, vyžaduje malou údržbu a je lehké. Pokud by tyto druhy brnění někdy viděly boj, byly by to krátké šarvátky, ne prodloužené bitvy. Takže výše popsaný problém by nezáležel tolik na armádách.

Existují i jiné druhy brnění, které lze vylepšit přidáním hliníku, jako je brigandine nebo jack of plate, kde jsou kovové desky přidávány k látce. V těchto případech není tvárnost tak velkým problémem a nižší váha může být prospěšné.

Komentáře

• Pokud jde o brnění, nemusíte ‚ prostě hledat na tvrdost, ale také na houževnatost . Ano, to je ‚ rozdíl. Materiál, který není ‚ t tak tvrdý, ale odolný, může i nadále vytvářet dobrý pancíř, zejména proti tupým zbraním.
• Ano, nezajímá mě škrábání to! Zajímá mě, jak to promáčknout a prorazit.
• To je špatně. Kdyby tomu tak bylo, nejlepší by bylo diamantové brnění, ale bylo by to extrémně křehké.
• Tato odpověď ukazuje naprosté nepochopení vztahu mezi houževnatostí, tvrdostí a celkovou odolností různých materiálů proti lomu. .
• Mohsova stupnice je zde nesmysl. Dobrý materiál pancíře je vysoce elastický, má vysokou pevnost v tahu, vykazuje malou tendenci k vytvrzování deformací, neztrácí se ‚ při jednosměrné kompresi.

Pro zbraň je hliník špatnou volbou, protože nedokáže dobře držet hranu a kvůli nízké hustotě nedokáže koncentrovat sílu jako železo (například ve kladivu). U ČÁSTÍ zbraně to může být opravitelné.

Pokud jde o brnění, záleží na tom, za co ji chcete mít. Kroužkovou poštu můžete vyrobit z hliníku a je poměrně lehká. To může fungovat, aby odolalo sekání útoků. Nemá však sílu zastavit pronikavé útoky, jako je bodnutí dýky nebo šípové hlavy. Prsteny se rozšíří a prasknou. Takže můžete prsteny zdvojnásobit nebo dokonce ztrojnásobit (nebo je velmi zesílit), ale pak brnění začne vážit tolik jako železo nebo ocel. Stejné jako náprsník.Dobře, když otočíte lomítko, ale nemůžete zastavit tah (buď prorazit, nebo deformovat a rozdrtit měkkou tkáň pod ním). To lze snadno ukázat na hliníkovém nádobí oproti nerezové oceli. Tuhost a pevnost oceli ve srovnání se stejnou tloušťkou hliníku je snadno patrná. A hliníkové nádobí je podstatně lehčí.

Jednou z výhod bude snížení rzi, stejně jako nižší hmotnost pro stejnou tloušťku kovu a schopnost brousit vysoký lesk. Hliník by tedy pravděpodobně byl skvělý pro dětský brnění nebo průvodní oblek, vyrobený pro blesk, ne pro účinnost. Nebo pokud čelíte Magneto 🙂

Ano, pokud jsou dostatečně silné Hliníkové odlitky, které používáme v mé továrně, jsou silné asi 8 mm a jsou docela tvrdé. Je nepravděpodobné, že by jakýkoli meč a silný muž dokázal mnohem víc než ohýbat to trochu. Pokud by tyto odlitky nebyly tak drahé, vytáhl bych je zpět a pokusil jsem se je rozbít kvůli empirismu. Zlomil jsem (praskl) 4 mm hliníkový kryt utažením šroubů mimo pořadí, ale tam byly faktory, jako je točivý moment a páka ve hře, které by nebyly zahrnuty do fyziky pouhého úderu. V souvisejícím bodě je Plate Armor navržen tak, aby promáčknul! hrudní deska zapadá přes polstrování ve vzdálenosti od těla nositele. Pokud pancíř absorbuje úder, má prostor pro ohnutí, aniž by zasáhl cestujícího. Poloměkký kov může být pro brnění výhodou, protože se místo toho může ohýbat zlomení. Vzhledem k dostatečné tloušťce je hliníkové brnění věrohodné.

Komentáře

• dobrý bod ve skutečnosti o rozptylování energie nárazu.
• Problém je v tom, že hliník je docela křehký. ‚ t se snadno neohne, má tendenci se lámat (jak jste pozorovali) a ‚ není příliš tažný (takže je třeba místo kování používat kování; a kování je docela dobrý způsob práce s heterogenním materiálem, který je jak tvrdý, tak tvrdý). Na vašem příkladu je to jasně vidět – pokud jste pracovali s místo toho kované železo / ocel, s největší pravděpodobností byste kryt ohnuli místo jeho prasknutí.
• Myslím, že je třeba zmínit rozdíl mezi čistým hliníkem a jeho různými slitinami. um sám o sobě je relativně křehký – což je pro brnění špatná věc – některé slitiny jsou tvárné a před rozbitím mohou trvat poměrně hodně plastické deformace. Takže zatímco čistý hliník by nebyl ‚ dobrým materiálem pro brnění, některé slitiny by určitě byly.

Jednou slabinou hliníku ve srovnání se železem nebo ocelí je nedostatek skutečného limitu únavy (neboli Endurance Limit. ) Únava je hromadění a zvětšování malých trhlin a nedokonalostí při opakovaném namáhání materiálu.

Chcete-li způsobit únavu železa a oceli, překročili jste určitou mez napětí. Pokud je napětí pod tímto bodem,

Z Wikipedie :

Hliník je relativně měkký odolný, lehký, tvárný a tvárný kov, jehož vzhled se pohybuje v rozmezí od stříbřité do matně šedé, v závislosti na drsnosti povrchu.

Důraz na můj. Středověký design brnění byl založen na tvrdosti, tuhosti oceli. Zbraň také potřebuje tvrdou hranu.

Hliník má přibližně jednu třetinu hustoty a tuhosti oceli.

Abyste měli stejnou tuhost, potřebujete v zásadě stejnou hmotnost a větší tloušťku – pouze nevýhody.

Samozřejmě, moderní hliníkové slitiny jsou lepší než to. Zároveň jsou také lepší moderní odrůdy oceli.

Komentáře

• Stejná chyba jako ostatní odpovědi – ať už je do značné míry irelevantní.
• Tvrdost není jediným faktorem, který je třeba vzít v úvahu, ale ‚ je téměř irelevantní. Technika cuir boulli byla speciálně pro účely kalení kůže pro použití v brnění.
• @barbecue Jakmile projdete určitým bodem , je to ‚ je irelevantní. Nevytvrzená kůže je do jisté míry odolná proti sekání, ale proti propíchnutí nebo tupé síle není příliš dobrá. Dokonce i hliník je tvrdší než tvrzená kůže.
• Tvrdost znamená odolnost proti perforaci nebo průniku. Ocel je těžší prorazit než hliník. To ‚ je relevantní pro brnění, pokud se ‚ obáváte bodnutí. ‚ není to JEN faktor, ale ‚ s relevantní.
• @barbecue Historicky bylo ocelové brnění zřídka se objevily kalené střelné zbraně (kulky byly extrémně měkké a poměrně lehké, ale soustředily velkou sílu na malé místo). Dokonce i tehdy se kalení provádělo pouze na povrchu – zjevně nechcete, aby brnění bylo křehké. Tvrdý “ povlak “ můžete vyrobit mnoha způsoby, ale hliník není ‚ tak dobrý vhodné buď – to ‚ není těžké a ‚ není těžké.

Hliník se používá (wikipedia) v moderním brnění pro bojová vozidla s amourem, jako je jako M2 Bradley (wikipedia) . To ukazuje, že myšlenka není „směšná.“

V případě společnosti Bradley je hliník (pravděpodobně slitina, většina odkazů na hliník ve skutečnosti odkazuje na slitiny na bázi Al) laminován. Wikipedia ne řekněte co, ale ve vašem případě by i tenká vrstva oceli nad hliníkovou deskou mohla poskytnout tvrdý povrch přes tvrdou podložku. Bylo by to jako železné pláště, ve kterých velká část síly pocházela ze dřeva, tedy oblečeného . Takový přístup by byl lehčí než samotná ocel. Hliníkové rámy, dokonce i duté trubky ohnuté do tvaru, by mohly vytvořit silnou strukturu, která udrží svůj tvar proti nárazu a podepře ocelový plášť přes hliník.

Jelikož slitiny Al se snadno zpracovávají, může být z ocelového pláště dokonce i drátěná pošta.

Inspirováno vaší korundu odpovědi: Oceli (při lití hliníku) můžete dokonce vyměnit za vhodně tvrdý kámen zapuštěný do matrice. Jednotlivé kusy by samozřejmě byly vyřazeny a zlomeny, ale stejně tak i keramické traumatické desky v moderním brnění (opět wikpiedia) a jsou široce používány.

Komentáře

• No, moderní keramické traumatické desky se používají i přes jejich potíže, protože nemáme lepší alternativu. Totéž nebylo ‚

TL; DR: Hliníkové brnění je věrohodné v podobě korund.

Jak uvedlo mnoho dalších, čistá hliníková fólie / plechy jsou špatnou (i když lehkou) volbou brnění. Pokud však někdo opravdu chce hliníkové brnění, máme jinou možnost. Chápu, že to není přesně to, na co otázka odpovídala, ale pojďme to stejně prozkoumat ve prospěch ostatních.

Krystalický oxid hlinitý, lépe známý jako korund, je překvapivě proveditelná volba brnění. Je to extrémně silné, definice 9/10 podle Mohsovy stupnice. Normální ocel má tvrdost 4–4,5 a kalená ocel má tvrdost 7,5–8. To znamená, že ocelová čepel, dokonce temperovaná jeden, nepoškrábal by brnění. Ve skutečnosti by to brnění pravděpodobně poškrábalo!

Chápu však, že tvrdost není jediným hlediskem pro výběr materiálu brnění. Musíme také zvážit jeho hmotnost. Specifická hmotnost (vysoce specifická verze hustoty) pro korund je kolem 4. ¹ Měrná hmotnost oceli se mírně liší, ale obvykle je 7,7–7,8. To znamená, že korundové brnění by bylo téměř o polovinu tak těžké jako ocelové brnění, pouze kolem 26 kg!

Měli bychom také vzít v úvahu dostupnost materiálu a výrobní náklady. Tady má ocel jasnou převahu. Korund se vyskytuje jen zřídka (je to doslova safíry a rubíny) a pouze v malých velikostech (zřídka nad 4–5 gramů). To znamená, že byste nemohli mít brnění vyrobené výhradně z korundu (kromě případů, kdy povolíte magii, o které na základě otázky pochybuji), ale nemůžete mít brnění vyrobené pouze z malých drahokamů z korundu vložené do ocelových článků.

Nakonec, pokud doslova budeme mít brnění malých, třpytivých drahokamů, mohli bychom to vypadat takto:

¹ Zkoušel jsem to převést na hustotu a poté vynásobit objem obleku talířového pancíře, ale pak jsem si uvědomil dvě věci: 1. Můžete jen porovnat SG a 2: Objem talířového brnění je opravdu těžké najít.

Komentáře

• Pravděpodobně stojí za zmínku, že korund (ne „hlavolam“, což je slovo pro hádanku nebo záhadu) je specifická krystalická forma oxidu hlinitého. musí růst jako ten krystal, aby měl vlastnosti, které popisujete. Nemohli jste faši na pancíři z čistého hliníku a pak se pokusit to oxidovat – dostali byste oxid hlinitý, ale ne korund, a ten by byl ještě měkčí než čistý hliník v této formě.
• Ano, proto navrhuji že nejpravděpodobnějším řešením je použít již krystalizovaný hlavolam (drahokamy), neoxidovat hliník nebo shromažďovat náhodné úlomky oxidu hlinitého.
• pevnost v tahu safíru je kolem 400 MPa, jako dobré monokrystaly – ne něco nadřízený. Pěkný obrázek – líbí se mi to.
• Zajímalo by mě, jaká by byla účinnost “ konkrétního “ vyrobeného ze směsi korundových kousků, bavlny vlákna a pojivová sloučenina. Bavlněná vlákna by měla tendenci zajišťovat, že pancíř drží pohromadě, i když jeho části prasknou, zatímco korund by bavlnu chránil.
• Ocel by možná nepoškrábal korund, ale pokud bouchněte je do sebe, která se nejprve ohne / praskne? To ‚ je pro brnění mnohem důležitější.

Nejjednodušší problém spočívá v tom, že by krále stálo výkupné. Jak říkáte, bylo těžké ho vylepšit, a v důsledku toho neuvěřitelně nákladně.

císař Napoleon III rezervoval cennou sadu hliníkových příborů pro speciální hosty na hostinách. (Méně oblíbení hosté používali zlaté nože a vidličky.)

Toto je citováno všude, bohužel nemůžu najít původní zdroj, ale to už byl 19. rok. Čím dříve půjdete, tím méně běžně dostupné je.

Komentáře

• Vzpomínám si, že jsem při návštěvě expozice královských klenotů na londýnské věži viděl starou britskou korunu, která měla jako součást hliník. , ale nemohl jsem pro to najít žádný zdroj. Našel jsem však hliníkovou helmu Frederika VII ‚ s kongernessamling.dk/en/rosenborg/object/frederik-viis-helmet což je zjevně slavnostní helma z drahých kovů.
• A nezapomeňte, že Washingtonský památník ve Washingtonu je opatřen hliníkovou pyramidou . V době, kdy byl památník postaven, to byl jeden z nejdražších kovů.
• @TMN A co je důležitější, byl to skvělý způsob, jak předvést průmyslovou moc USA, protože náklady na hliník jsou v zpracování, ne dostupnost surovin. Škoda, že poté trvalo jen několik let, než byl zdokonalen proces, díky kterému byl hliník relativně levný 🙂

Brnění

Pokud nesouhlasím s dalšími zde uvedenými myšlenkami, myslím, že by hliník mohl být překvapivě dobrý materiál brnění.

Zřeknutí se odpovědnosti: Nemám o tom skvělé zdroje a rozhodně nejsem materiální inženýr, takže mě prosím opravte, pokud se mýlím.

Z toho, o čem vím, že o hliníku je řeč třetina hustá jako ocel, asi třetina tuhá jako ocel a asi polovina tvrdá jako ocel. To může znít jako špatný materiál a je to, pokud je obtížné vyrobit ve velkém množství, ale má to také některé výhody.

1. Protože je to o třetinu méně těžká hmota, měli byste ji teoreticky umět vyrobit přibližně třikrát silnější než u ocelové alternativy, přičemž se budete stejně snadno opotřebovávat a používat. To více než kompenzuje nedostatek tvrdosti a ve skutečnosti má významnou výhodu právě tím, že je silnější. Výhodou je, že při jeho krájení musíte projít třikrát větším množstvím materiálu, což znamená třikrát větší tření a hmotu, kterou musíte přemístit, což znamená, že ve skutečnosti můžete mít lepší ochranu proti sekání / sekání z hliníkové výzbroje než z oceli hmotnost brnění.
2. Protože hliník je měkčí než ocel, je pravděpodobnější, že se deformuje, než aby se úplně zlomil. To je zvláště dobré při řešení tupého nárazu, protože absorbuje část energie úderu ohnutím, podobně jako deformační zóny v automobilu.
3. Další výhodou měkčího je to, že by to teoreticky mohlo být jednodušší tvarovat pro kováře, což by také potenciálně usnadnilo opravu, kdyby bylo poškozeno. To může být v rozporu s nutností být tlustší, ale o kovářství toho moc nevím, takže tuto otázku nechám na někoho s odborností.
4. Pokud potřebujete lehčí brnění na úkor ochrana, hliník by znamenal skvělou řetězovou poštu. Stále by to stačilo na úderové rány, i když by to zastavilo zapíchnutou zbraň mnohem horší než železo nebo ocel. Hlavním problémem (a nevím, jak by to ve skutečnosti fungovalo, ale rád bych viděl praktický test), by bylo, kdyby ocelová sekající zbraň (řekněme nůž) mohla jen proříznout hliníkové kroužky a dostat vám stejně.

Zbraně

Také jen Aby byla tato odpověď úplná, souhlasím s ostatními odpověďmi týkajícími se použití hliníku jako materiálu zbraně. To by nefungovalo dobře, protože díky měkkosti nedrží hranu a ohýbání při nárazu je pro zbraň špatné, ze stejného důvodu je dobré pro sadu brnění, rozprostírá sílu nárazu. Navíc, pokud se snažíte rozříznout někoho jiného, kdo má železné nebo ocelové brnění, vaše hliníková zbraň do ní nebude schopna vůbec proniknout.

Komentáře

• Pokud to uděláte třikrát silnější, musíte ‚ projít přesně stejné množství kovu jako u třikrát “ těžší “ oceli. A ‚ příliš spoléháte na to, že věci jsou lineární, což je opravdu docela výjimečný vztah, netypický. A i když je hliník měkčí než ocel, rozhodně to není ‚ t tvrdší – snadno se zlomí. Nemluvě o tom, že ocelové brnění (a výzbroj) měly obvykle tvrdý povrch, ale měkké vnitřky. Nelze jej snadno ukopat a strašně trpí únavou. Nelze jej také snadno kovat. Hliníkový chainmail by měl tendenci se docela zlomit.
• Jak jsem řekl, ‚ hodně zjednodušuji, protože ‚ nejsem inženýr se zkušenostmi, aby skutečně vypočítal vztahy přesně. Děkuji za objasnění, kde dělám špatné předpoklady. Pokud však jde o stejnou hmotnost kovu, je to pravda, ale na tření mezi čepelí a pancířem záleží, a zvyšuje se s tloušťkou, nikoli s hmotností
• It ‚ je to docela komplikovaný předmět. Pokud by se jednalo o jednoduchou kolizi (tj. Házení mečem místo toho, aby byl tlačen do pravdy), jsou tyto dva téměř totožné. Skutečnost, že neustále tlačíte, je komplikovanější, ale stále by to nemělo záležet, ledaže by meč musel vytlačit podstatně více hmoty, než kolik má – což je v jakémkoli životaschopném stavu velmi nepravděpodobné. osobní brnění.
• Velkou výhodou, že vaše brnění bude třikrát silnější, je to, že je mnohem, mnohem tužší (řádově 25-50 krát tužší). Znamená to, že ve vás musí být mnohem větší kladivo.
• @KevinWells, jak se krychle zvyšuje tuhost v ohybu (nebo možná ‚ je čtvrtou silou ) tloušťky. U podobných tříd materiálů (např. “ konstrukční kovy „) tento efekt rychle převládá nad variacemi materiálu k materiálu.

Chris H již poukázal na to, že se používá hliník, je to moderní brnění, takže jde jen o zbraně .

Pokud se podíváte na moderní šplhací sekeru, má hliníkovou hřídel. Pokud se podíváte na moderní oštěp, má (často) hliníkovou tyč. Pokud se podíváte na moderní rýhovací rýč, má (často) hliníkovou hřídel. Hliník je mnohem lepší než dřevo pro tyčová ramena, která se nezlomí, i když pravděpodobně budete chtít, aby špička nebo čepel byla něco, co je tvrdší.

Komentáře

• Hliníkové hřídele rozhodně mají oproti dřevu určité výhody, ale mají sklon se při nárazu ohýbat a na rozdíl od dřeva se neohnou zpět do původního tvaru. Vím z zkušenost, když jsem zkoušel vyrobit trebuchet s hliníkovým ramenem, které se při prvním hodu ohnulo na polovinu a nikdy se nezotavilo. Myslím, že máte ‚ pravdu, že by to bylo lepší pro oštěpy a možná šipky, ale pro tyčové rameno, které musí odolat nárazům, může být méně užitečné

Jediný skutečná výhoda pro použití hliníku spočívá v tom, že je lehký, ale v případě neprůstřelné vesty to nemusí být nutně příliš dobrá věc. To samozřejmě není hlavní účel brnění, ale těžké brnění brání vašemu protivníkovi v tom, aby vás příliš srazil. Nejdůležitější však je, že hliník se používá kvůli tomu, jak snadné je tvarovat a ohýbat, přesně naopak toho, co chcete pro brnění.