Hvordan ville aluminium fungere som middelalderlige rustninger?

For et våben er aluminium et dårligt valg, da det ikke kan holde en kant godt og på grund af den lave densitet ikke kan koncentrere kraft som jern (f.eks. i en warhammer). For dele af et våben kan det være brugbart.

Hvad angår rustning, afhænger det af, hvad du vil have det til. Du kan fremstille kædepost af aluminium, og den er forholdsvis let. Dette kan arbejde for at modstå skårangreb. Men den har ikke styrken til at stoppe piercingangreb, som en dolk eller et pilehoved. Ringene spredes og brister. Så du kan fordoble eller endda tredoble på ringene (eller gøre dem meget tykke) men så begynder rustningen at veje lige så meget som jern eller stål. Det samme med en brystplade.Ok for at dreje et skråstreg, men ikke i stand til at stoppe et tryk (enten slå igennem eller deformere og knuse blødt væv nedenunder). Dette kan let demonstreres med kogegrej af aluminium i forhold til rustfrit stål. Stivheden og styrken af stål i forhold til den samme tykkelse af aluminium er let åbenbar. Og aluminiums kogegrej er betydeligt lettere.

En fordel er en reduktion i rust såvel som lettere vægt for den samme tykkelse af metal og evnen til at påtage sig en høj polering. Så aluminium ville sandsynligvis være fantastisk til et barns rustning eller en paradedragt, lavet til flash, ikke effektivitet. Eller hvis du står over for Magneto 🙂

Ja, når den er tyk nok. De aluminiumsstøbegods, vi bruger min fabrik, er ca. 8 mm tykke og ret hårde. Det er usandsynligt, at ethvert sværd og stærk mand vil kunne gøre meget andet end at bøje det lidt. Hvis disse rollebesætninger ikke var så dyre, ville jeg tage det ud igen og prøve at knuse det for empiri. Jeg har brudt (snappet) et 4 mm aluminiumsafdækning ved at stramme bolte ude af rækkefølge, men der hvor faktorer som drejningsmoment og gearing i spil, som ikke ville være involveret i fysikken i en ren strejke. I et beslægtet punkt er Plate Armour designet til at bulke! brystplade passer over polstring i afstand fra bærerens krop. Hvis rustningen absorberer et strejke, har den plads til at bøje uden at ramme beboeren. Et semi-blødt metal kan være en fordel for rustning på grund af evnen til at bøje i stedet Afbrudt. Givet tilstrækkelig tykkelse er aluminiums rustning plausibel.

Kommentarer

• godt punkt faktisk om at sprede slagkraft.
• Problemet er, at aluminium er ret skørt. Det ‘ t bøjes let, det har tendens til at gå i stykker (som du observerede), og det ‘ s ikke meget duktilt (så du skal støbe i stedet for smedning; og smedning er en ret god måde at arbejde med heterogent materiale, der er både hårdt og hårdt). I dit eksempel kan dette ses tydeligt – hvis du arbejdede med smedet jern / stål i stedet, ville du højst sandsynligt bøje dækslet i stedet for at snappe det.
• Jeg synes, at forskellen mellem ren aluminium og dets forskellige legeringer skal nævnes. Mens alumini Umm i sig selv er relativt skørt – hvilket er dårligt for rustning – nogle legeringer er formbare og kan tage en hel del plastisk deformation, før de går i stykker. Så mens ren aluminium ikke ville være ‘ ikke et godt materiale til rustning, ville nogle af legeringerne bestemt gøre det.

En svaghed ved aluminium versus jern eller stål er manglen på en reel træthedsgrænse (også kendt som udholdenhedsgrænse). ) Træthed er akkumulering og forstørrelse af små revner og ufuldkommenheder, når materialet stresses gentagne gange.

For at forårsage træthed i jern og stål har du overskredet en vis tærskel for stress. Så længe stress er under dette punkt, svækkes t metal ikke, uanset hvor mange gange du gentager stresset.

Problemet med aluminium er, at det udsættes for træthed fra meget mindre belastninger end stål. Selv en lille belastning vil medføre en del træthed, og med tiden når stress gentager sig, øges trætheden, og til sidst bryder metallet.

Tag en stålstang og en aluminiumstang af samme styrke, og bøj dem gentagne gange både frem og tilbage. Aluminiumstangen vil svækkes og knække meget hurtigere end stålstangen.

I tilfælde af rustning vil gentagne belastninger både fra stød og fra normale belastninger ved marcherende, ridning og især stress fra reparationer vil forårsage træthed, hvilket kan forårsage pludselig, overraskende fiasko.

Et andet problem med aluminium fra middelalderens perspektiv er, at det er meget sværere at smede svejsning på grund af dets lavere smeltepunkt, mere hurtig oxidation og manglende evne til at bruge glødens farve som en temperaturmåler. Aluminium er meget reaktivt med ilt og danner hurtigt en belægning af oxid, som forhindrer en god svejsning.

En yderligere lille problemet med aluminium er dens lavere masse. En mere massiv genstand har mere momentum end en lettere. Det er simpelthen sværere at skubbe rundt. Selvfølgelig har lettere rustninger masser af fordele, lettere at tage på, mindre trættende og så videre, så dette er i værste fald en mindre ulempe.

Kommentarer

• > Et yderligere lille problem med aluminium er dets lavere masse. En mere massiv genstand har mere momentum end en lettere. Det ‘ er simpelthen sværere at skubbe rundt.
• Det ville give Al en fordel da. Mens Al ville være svært at smede og svejse, ville det også være meget lettere at støbe. Jeg ‘ er heller ikke sikker på, om marcheringen faktisk vil medføre en vis betydelig træthed.Og taler om buler, der forårsager træthed – det kan løses af den samme smed, der løser disse buler, opvarm stykket for at lade gitterfejl rekombineres eller spredes eller ud på overfladen.
• Afhæng af hvad du mener med fordel . Hvis målet er at gøre det lettere for bæreren at bevæge sig hurtigt og let, så selvfølgelig ja, det ‘ er en fordel, men jeg nævnte det specifikt, som flere andre har svar. Pointen er, at let vægt ikke altid er gavnlig. Højere masse betyder lavere bevægelse ved stød, og højere masse betyder også, at der bæres mere energi under bevægelse, f.eks. I en lanseopladning. Når man f.eks. Snurrede, hvor bevægelsesfrihed var mindre vigtigt end at have masser af momentum, blev rustning meget tungere. Som sagt, et mindre punkt, men stadig legitimt.
• WRT-reparationer, selvfølgelig kan de fremstilles, men aluminium er sværere at reparere ved hjælp af de samme teknikker, der bruges til jern eller stål af allerede anførte grunde. Og nøgleproblemet med aluminiumtræthed er, at det forekommer selv med mindre belastninger, hvilket ikke sker med jern eller stål.
• Jeg ‘ er ikke overbevist af din argument. Denne svigtstilstand af aluminium er et kæmpe problem i fly, fordi materialet regelmæssigt udsættes for store forbigående spændinger (omend ikke så store, at de krydser stålets træthedsgrænse). Og alligevel aluminium er det dominerende materiale der. OTOH, rustning er normalt kun udsat for temmelig små belastninger, og kun i kamp pludselig for slag med slagstyrke mange størrelsesordener stærkere. Netop disse slag, hvor selv jernens træthedsgrænse overskrides, er benchmark for god rustning!

Fra Wikipedia :

Aluminium er et relativt blødt , holdbart, let, duktilt og formbart metal med udseende, der spænder fra sølvfarvet til mat grå, afhængigt af overfladeruhed.

Fremhæv min. Middelalderens rustning design var baseret på hårdhed, stivhed af stål. Våben har også brug for en hård kant.

Aluminium har cirka en tredjedel af densitet og stivhed af stål.

For at have den samme stivhed har du stort set brug for den samme masse og mere tykkelse – kun ulemper.

Selvfølgelig moderne aluminiumlegeringer er bedre end det. Samtidig er moderne stålsorter også bedre.

Kommentarer

• Samme fejl, som det andet svar gjorde – om det ‘ s hård / blød er stort set irrelevant.
• Hårdhed er ikke den eneste faktor, der skal overvejes, men den er ‘ næppe irrelevant. Cuir boulli-teknikken var specifikt med det formål at hærde læder til brug i rustning.
• @barbecue Når du kommer forbi et bestemt punkt , er det ‘ er irrelevant. Uhærdet læder er noget modstandsdygtigt over for skårlægning, men ikke meget godt mod gennemtrængning eller stump kraft. Selv aluminium er hårdere end hærdet læder.
• Hårdhed betyder modstand mod perforering eller indtrængning. Stål er sværere at gennembore end aluminium. At ‘ er relevant for rustning, hvis du ‘ er bekymret for at blive stukket. Det ‘ er ikke den eneste faktor, men det ‘ er relevant.
• @barbecue Historisk set var rustning af stål sjældent hærdede bfore skydevåben kom rundt (kugler var ekstremt bløde og ret lette, men koncentrerede meget kraft på et lille sted). Selv da blev hærdningen kun gjort på overfladen – du vil ‘ ikke have lyst til at gøre rustningen sprød. Du kan lave hårdt ” coating ” på mange måder, men aluminium er ikke ‘ en god passer til begge dele – det ‘ er ikke svært, og det ‘ er ikke hårdt.

Aluminium bruges (wikipedia) i moderne rustning til amoured kampvogne som f.eks. som M2 Bradley (wikipedia) . Dette demonstrerer, at ideen ikke er latterlig.

I tilfælde af Bradley er aluminiumet (formodentlig en legering, de fleste henvisninger til aluminium refererer faktisk til Al-baserede legeringer) lamineret. sig hvad med, men i dit tilfælde kan selv en tynd hud af stål over en aluminiumsplade give en hård overflade over en hård underlag. Dette ville være som jernbeklædning, hvor meget af styrken kom fra træ, deraf klædt . En sådan tilgang ville være lettere end stål alene. Aluminiumsrammer, selv hule rør, der er bøjet i form, kunne danne en stærk struktur, der holder formen mod stød og understøtter en skal af stål over aluminium.

Da Al-legeringer er ret nemme at arbejde, kan stålskindet endda være chainmail.

Inspireret af dit korund-svar: Du kan endda udskifte stålet (hvis du støber aluminium) med en passende hård sten indlejret i matrixen. Naturligvis bliver enkelte klumper slået ud og knækkede, men det gør keramiske traumeplader i moderne rustning (wikpiedia igen) , og de er meget udbredt.

Kommentarer

• Nå bruges moderne keramiske traumeplader på trods af deres problemer, fordi vi ikke har noget bedre alternativ. Den samme ting var ikke ‘ t tilfældet i middelalderens rustning. Hvis du var rig nok til at have et komplet sæt metal rustning, ville du sandsynligvis overleve en masse skader på rustningen og reparere den bagefter. Du ‘ vil ikke smide det væk bare fordi det ‘ s bulerede. Keramiske traumeplader er ‘ t nøjagtigt billigt, men de ‘ er stadig meget billigere end stål rustningen var i middelalderen, og deres omkostninger måles normalt i forhold til den enorme investering af tid og penge, som enhver moderne soldat repræsenterer.
• Hvis min idé fungerede på en ll (og jeg ‘ er parat til at acceptere, at det måske ikke er tilfældet), ville det kunne repareres. Værste tilfælde ved omarbejdning. (@Luaan)
• Ja, omarbejdning ville fungere. Men det ville bare gøre det desto dyrere 🙂 Hvorfor vælger du en aluminiumsbeskyttelse i stedet for den meget billigere og mere praktiske stålrustning?
• @Luaan min foretrukne tilgang var stål frem for aluminium. Men det ” hvorfor ville du …? ” spørgsmål vedrører mere spørgsmålet end et individuelt svar.

TL; DR: Aluminiums rustning er sandsynlig i form af korund.

Som mange andre har nævnt, er ren aluminiumsfolie / ark et dårligt (dog let) rustningsvalg. Men hvis nogen virkelig ønsker aluminiums rustning, har vi en anden mulighed. Jeg forstår, at det ikke er nøjagtigt hvad spørgsmålet besvarede, men lad os undersøge det alligevel til gavn for andre.

Krystalliseret aluminiumoxid, bedre kendt som korund, er et overraskende muligt rustningsvalg. Definitionen af en 9/10 på Mohs-skalaen er ekstremt stærk. Normalt stål har en hårdhed på 4-4,5 og hærdet stål har en hårdhed på 7,5-8. Hvad dette betyder er, at et stålblad, endda et hærdet en, ville ikke ridse rustningen. Faktisk ville rustningen være mere tilbøjelige til at ridse den!

Jeg forstår imidlertid, at hårdhed ikke er den eneste overvejelse for valg af rustningsmateriale. Vi skal også overveje dens vægt. Den specifikke tyngdekraft (En meget specifik version af densitet) for korund er omkring 4. ¹ Stålets specifikke tyngdekraft varierer lidt, men er normalt 7,7-7,8. Dette betyder, at korund rustning ville være næsten halvt så tung som stål rustning, vejer kun omkring 26 kg!

Vi bør også overveje tilgængeligheden af materialet og produktionsomkostningerne. Det er her, stål har en klar overhånd. Korund findes kun sjældent (det er bogstaveligt talt safirer og rubiner) og kun i små størrelser (sjældent over 4-5 gram). Dette betyder, at du ikke kunne have en rustning lavet udelukkende af korund (undtagen hvis du tillader magi, som jeg ikke betvivler ud fra spørgsmålet), men du kunne have rustning lavet udelukkende af små korund ædelsten indsat i stålkæder.

Endelig, hvis vi bogstaveligt talt har en rustning af små, glitrende ædelstene, kan vi lige så godt få det til at se sådan ud:

¹ Jeg forsøgte at konvertere dette til tæthed og derefter multiplicere med volumen af en dragt af pladepanser, men så indså jeg to ting: 1. Du kan bare sammenligne SGerne og 2: Volumenet af pladepansring er virkelig svært at finde.

Kommentarer

• Det er sandsynligvis værd at bemærke, at korund (ikke “conundrum”, som er et ord for et puslespil eller mysterium) er en specifik krystallinsk form af aluminiumoxid. skal vokse som den krystal for at have de egenskaber, du beskriver. Du kunne ikke fashi på rustningen fra ren aluminium og forsøg derefter at oxidere det – du ville få aluminiumoxid, men ikke korund, og det ville være endnu blødere end rent aluminium i den form.
• Ja, det er derfor, jeg foreslår at den mest gennemførlige løsning er at bruge det allerede krystalliserede gåde (ædelsten), ikke oxiderende aluminium eller samle tilfældige klodser af aluminiumoxid.
• trækstyrke af safir er omkring 400 MPa, som gode monokrystaller – ikke noget overlegen. Dejligt billede – jeg kan godt lide det.
• Jeg spekulerer på, hvad effektiviteten ville være af en ” beton ” lavet med en blanding af korundbit, bomuld fibre og en bindingsforbindelse. Bomuldsfibrene vil have en tendens til at sikre, at rustningen holder sammen, selvom dele af den knækker, mens korunden vil beskytte bomuldet.
• Stål muligvis ikke ridse korund, men hvis du bang dem sammen, hvilke bøjninger / revner først? At ‘ er en meget vigtigere overvejelse for rustning.

Det enkleste problem er, at det ville have kostet en konges løsesum at lave. Som du siger, var det svært at forfine og som et resultat af det utroligt dyrt.

kejser Napoleon III reserverede et værdsat sæt bestik af aluminium til specielle gæster ved banketter. (Mindre begunstigede gæster brugte guldknive og gafler.)

Dette er citeret overalt, desværre kan jeg ikke finde en original kilde, men dette var allerede 19.C. Jo tidligere du går jo mindre almindeligt tilgængelig er det.

Kommentarer

• Jeg ser ud til at huske at have set en gammel britisk krone, der havde aluminium som en del af den, på et besøg på de kongelige juveler i London Tower , men jeg kunne ikke finde nogen kilde til det. Jeg fandt dog Frederik VII ‘ s aluminiumshjelm kongernessamling.dk/da/rosenborg/object/frederik-viis-helmet, som naturligvis er en ceremoniel hjelm af ædle metaller.
• Og glem ikke ‘ at Washington Monument i Washington DC er dækket af en aluminiumspyramide . Tilbage, da monumentet blev bygget, var det et af de dyreste metaller.
• @TMN Og vigtigere, det var en fantastisk måde at fremvise USAs industrielle magt, da udgifterne til aluminium er i forarbejdning, ikke tilgængelighed af råmaterialer. Alt for dårlig, det tog kun et par år derefter at perfektionere en proces, der gjorde aluminium relativt billigt 🙂

Rustning

For at være uenig med de andre nævnte ideer her, tror jeg, at aluminium kunne være overraskende godt rustning materiale.

Ansvarsfraskrivelse: Jeg har ikke gode kilder til dette, og jeg er bestemt ikke materialetekniker, så rett mig venligst, hvis jeg har forkert

Fra hvad jeg kan fortælle handler aluminium om en tredjedel så tæt som stål, omkring en tredjedel så stiv som stål og omkring halvdelen så hård som stål. Det lyder måske som et dårligt materiale, og det er, hvis det er svært at lave i store mængder, men det har også nogle fordele.

1. Fordi det er en tredjedel så tung, bør du i teorien være i stand til at gøre det omkring tre gange tykkere end et stålalternativ, mens du er omtrent lige så let at bære og bruge. Dette kompenserer mere end manglen på hårdhed og har faktisk en betydelig fordel bare ved at være tykkere. Denne fordel er, at når du skærer igennem det, skal du passere tre gange så meget materiale, hvilket betyder tre gange så meget friktion og masse at fortrænge, hvilket betyder, at du rent faktisk har bedre beskyttelse i stykker / skåret fra aluminiums rustning end fra stål panser efter vægt.
2. Fordi aluminium er blødere end stål, er det mere sandsynligt, at det deformeres snarere end fuldstændigt går i stykker. Dette er især godt, når man beskæftiger sig med stump stød, fordi det absorberer en del af slagetergien ved at bøje sig, svarende til krumme zoner i en bil
3. En anden fordel ved at være blødere er, at det i teorien kunne være lettere at forme efter smeden, hvilket også potentielt vil gøre det lettere at reparere, når den er beskadiget. Dette kan være overtrådt ved at skulle være tykkere, men jeg ved faktisk ikke så meget om smedning, så jeg overlader det spørgsmål til en person med ekspertise.
4. Hvis du har brug for lettere rustning på bekostning af beskyttelse, aluminium ville give god kædepost. Det ville stadig klare sig godt nok til at kigge / skære slag, selvom det ville gøre meget værre end jern eller stål ved at stoppe et stykke våben. Den største bekymring (og jeg ved ikke, hvordan dette ville fungere i virkeligheden, men jeg ville elske at se en praktisk test) ville være, hvis stålskærende våben (lad os sige en kniv) måske bare skar gennem aluminiumringene og fik til dig alligevel.

Våben

Også bare for at gøre dette svar komplet, er jeg enig med de andre svar om brugen af aluminium som våbenmateriale. Det ville ikke fungere godt, fordi det er blødt gør, at det ikke holder en kant, og bøjning ved stød er dårligt for et våben af samme grund som det er det er godt for et sæt rustninger, det spreder kraften fra stødet. Hvis du forsøger at skære en anden iført jern eller stål rustning, kan dit aluminiumsvåben overhovedet ikke trænge igennem det.

Kommentarer

• Hvis du gør det tre gange tykkere, skal du ‘ nøjagtigt den samme metalmasse som med de tre gange ” tungere ” stål. Og du ‘ stoler for meget på, at tingene er lineære, hvilket virkelig er et ganske exceptionelt forhold, ikke typisk. Og mens aluminium er blødere end stål, er det bestemt ikke ‘ hårdere – det bryder meget let. For ikke at nævne, at rustning af stål (og våben) normalt havde en hård overflade, men bløde indersider. Det kan ikke smides let og lider forfærdeligt af træthed. Det kan heller ikke let smedes. Aluminium chainmail ville have en tendens til at bryde en hel del.
• Som jeg sagde, ‘ m forenkler jeg meget, fordi jeg ‘ m ikke en ingeniør med den erfaring at virkelig beregne forholdene nøjagtigt. Tak for afklaringen, hvor jeg kom med dårlige antagelser. Men hvad angår metalmassen, der er den samme, er det sandt, men friktionen mellem bladet og rustningen betyder noget og øges med tykkelsen, ikke massen
• Det ‘ er et ganske kompliceret emne. Hvis dette var en simpel kollision (dvs. at smide sværdet i stedet for at skubbe det sandt), er de to næsten identiske. Det faktum, at du fortsætter med at skubbe, bliver mere kompliceret, men det skal stadig ikke være ‘ t, medmindre sværdet skal fortrænge væsentligt mere masse end det masser – hvilket er meget usandsynligt i nogen form for levedygtig personlig rustning.
• Den store fordel ved at gøre din rustning tre gange tykkere er, at den er meget, meget stivere (i størrelsesordenen 25-50 gange stivere). Betyder, at der kræves en meget større hammer for at efterlade en bul i dig.
• @KevinWells, bøjningsstivhed øges, når terningen (eller måske er den ‘ den fjerde magt ) af tykkelse. For lignende materialeklasser (f.eks. ” strukturelle metaller “) dominerer denne effekt hurtigt over variationer mellem materiale og materiale.

Chris H har allerede påpeget, at aluminium anvendes er en moderne rustning, så det handler kun om våben .

Hvis du ser på en moderne klatreøkse, har den en aluminiumskaft. Hvis man ser på et moderne spyd, har det (ofte) en aluminiumskaft. Hvis du ser på en moderne skyttegrave, har den (ofte) en aluminiumskaft. Aluminium er meget bedre end træ til stangarme, der ikke går i stykker, selvom du sandsynligvis vil have spidsen eller klingen til at være noget, der er sværere.

Kommentarer

• Aluminiumsaksler har bestemt nogle fordele i forhold til træ, men de har tendens til at bøje, når de er påvirket, og i modsætning til træ vinder det ikke ‘ til sin oprindelige form. Jeg ved fra oplevelse, da jeg forsøgte at lave et trebuchet med en aluminiumsarm, der bøjede sig halvt på første kast og aldrig kom sig. Jeg tror, du ‘ har ret i, at det ville være bedre for spyd og muligvis pile, men for en polarm, der skal modstå stød, kan det være mindre nyttigt

Det eneste den virkelige fordel ved at bruge aluminium er, at det er let, men i tilfælde af kropspanser er det ikke nødvendigvis for godt af noget. Det er selvfølgelig ikke hovedformålet med rustning, men tung rustning forhindrer din modstander i at banke dig for meget tilbage. Det vigtigste er dog, at aluminium bruges på grund af hvor let det er at støbe og bøje, det nøjagtige modsatte af hvad du vil have til rustning.