Hur skulle aluminium fungera som medeltida rustning?

För ett vapen är aluminium ett dåligt val eftersom det inte kan hålla en kant bra och på grund av den låga densiteten kan det inte koncentrera kraft som järn (i exempelvis en warhammer). För delar av ett vapen kan det vara användbart.

När det gäller rustning, beror på vad du vill ha det till. Du kan skapa kedjepost av aluminium och den är jämförelsevis lätt. Detta kan fungera för att motstå snedstridande attacker. Men den har inte styrkan att sluta genomtränga attacker, som en dolk eller ett pilhuvuds dragkraft. Ringarna sprider sig och spricker. Så du kan fördubbla eller till och med tredubbla på ringarna (eller göra dem väldigt tjocka) då börjar rustningen väga lika mycket som järn eller stål. Samma sak med en bröstplatta.Okej för att vända ett snedstreck men inte kan stoppa ett tryck (antingen slå igenom eller deformera och krossa mjukvävnaden under). Detta kan enkelt demonstreras med kokkärl i aluminium kontra rostfritt stål. Styvheten och hållfastheten hos stål jämfört med samma aluminiumtjocklek är lätt uppenbar. Och kokkärlet i aluminium är betydligt lättare.

En fördel är en minskning av rost, samt en lägre vikt för samma tjocklek av metall och förmågan att ta på sig en hög polermedel. Så aluminium skulle förmodligen vara bra för ett barns rustning eller en paraddräkt, gjord för blixt, inte effektivitet. Eller om du står inför Magneto 🙂

Ja, när det är tillräckligt tjockt Aluminiumgjutgodset vi använder min fabrik är ungefär 8 mm tjockt och ganska tufft. Det är osannolikt att något svärd och stark man kommer att kunna göra mycket annat än att böja det lite. Om de här gjutningarna inte var så dyra, skulle jag ta ut det tillbaka och försöka krossa det för empirism. Jag har brutit (knäppt) ett 4 mm aluminiumskydd genom att dra åt bultarna ur sekvens, men där var faktorer som vridmoment och hävstång vid spel som inte skulle vara inblandade i fysiken i en ren strejk. I en relaterad punkt är Plate Armor utformad för att bocka! bröstplattan passar över vaddering på avstånd från bärarens kropp. Om rustningen absorberar en strejk har den utrymme att böja utan att träffa passageraren. En halvmjuk metall kan vara en fördel för rustning på grund av förmågan att böja sig istället av brott. Med tillräcklig tjocklek är Aluminium Armor troligt.

Kommentarer

• bra poäng faktiskt om att sprida slagkraft.
• Problemet är att aluminium är ganska skört. Det ’ t böjer sig lätt, det tenderar att gå sönder (som du observerade) och det ’ s inte särskilt duktilt (så du måste gjuta istället för att smida; och smide är ett ganska bra sätt att arbeta med heterogent material som är både tufft och hårt). I ditt exempel kan detta ses tydligt – om du arbetade med smidd järn / stål istället skulle du sannolikt böja locket istället för att knäppa det.
• Jag tror att skillnaden mellan ren aluminium och dess olika legeringar bör nämnas. Medan aluminium Um sig är relativt sprött – vilket är dåligt för rustningen – vissa legeringar är smidiga och kan ta en hel del plastisk deformation innan de går sönder. Så även om ren aluminium inte skulle vara ’ inte ett bra material för rustning, skulle vissa legeringar verkligen göra det.

En svaghet hos aluminium kontra järn eller stål är bristen på en verklig utmattningsgräns (även kallad uthållighetsgräns. ) Trötthet är ansamling och förstoring av små sprickor och brister när materialet stressas upprepade gånger.

För att orsaka trötthet i järn och stål har du överskridit en viss stressströskel. Så länge spänningen är under den punkten t metall försvagas inte , oavsett hur många gånger du upprepar spänningen.

Problemet med aluminium är att det utsätts för trötthet av mycket mindre påkänningar än stål. Även en liten belastning kommer att orsaka viss trötthet, och med tiden när stressen upprepas ökar tröttheten och så småningom går metallen sönder.

Ta en stålstång och en aluminiumstång med samma styrka och böj dem upprepade gånger både fram och tillbaka. Aluminiumstången kommer att försvagas och brytas mycket snabbare än stålstången.

När det gäller rustning kommer upprepade påfrestningar både från stötar och från normala påfrestningar vid marschering, ridning och särskilt stress från reparationer orsaka trötthet, vilket kan orsaka plötsligt, överraskande misslyckande.

Ett annat problem med aluminium ur ett medeltida perspektiv är att det är mycket svårare att svetsa på grund av dess lägre smältpunkt, mer snabb oxidation och oförmågan att använda glödens färg som en temperaturmätare. Aluminium är mycket reaktivt med syre och bildar snabbt en beläggning av oxid som förhindrar en bra svetsning.

Ytterligare en liten problemet med aluminium är dess lägre massa. Ett mer massivt objekt har mer fart än en lättare. Det är helt enkelt svårare att trycka runt. Naturligtvis har lättare rustningar många fördelar, lättare att ta på sig, mindre tröttande och så vidare, så det här är i värsta fall en mindre nackdel.

Kommentarer

• > Ytterligare ett litet problem med aluminium är dess lägre massa. Ett mer massivt objekt har mer fart än ett lättare. Det ’ är helt enkelt svårare att driva runt.
• Det skulle ge Al fördel då. Även om Al skulle vara svår att smida och svetsa, skulle det vara lättare att gjuta. Jag ’ är inte heller säker på om marschering faktiskt kommer att orsaka någon betydande trötthet.Och talar om bucklor som orsakar trötthet – det kan lösas av samma smed som fixar dessa bucklor, värm upp biten så att rasterfelkombinationer rekombineras eller sprids eller går ut till ytan.
• Bero på vad du menar med fördel . Om målet är att göra det lättare för bäraren att röra sig snabbt och enkelt, så naturligtvis ja, det ’ är en fördel, men jag nämnde specifikt det, liksom flera andra svar. Poängen är att lätt vikt inte alltid är till nytta. Högre massa betyder lägre rörelse vid slag, och högre massa betyder också att mer energi transporteras under rörelse, till exempel i en lansladdning. När man till exempel tappade rörelsefrihet var mindre viktigt än att ha mycket fart, blev rustningen mycket tyngre. Som sagt, en mindre poäng, men ändå legitim.
• WRT-reparationer, naturligtvis kan de göras, men aluminium är svårare att reparera med samma tekniker som används för järn eller stål av redan anförda skäl. Och nyckelfrågan med aluminiumutmattning är att den uppträder även med mindre påfrestningar, vilket inte händer med järn eller stål.
• Jag ’ Jag är inte övertygad om av din argument. Detta misslyckande läge av aluminium är ett stort problem i flygplan, eftersom materialet regelbundet utsätts för stora övergående spänningar (om än inte så stora att de skulle passera utmattningsgränsen för stål). Och ändå aluminium är det dominerande materialet där. OTOH, rustning utsätts normalt bara för ganska små påfrestningar, och bara i strid plötsligt för slag med slagstyrka många storleksordningar starkare. Just dessa slag, där även utmattningsgränsen för järn överskrids, är riktmärket för god rustning!

Från Wikipedia :

Aluminium är en relativt mjuk , slitstark, lätt, duktil och formbar metall med utseende som sträcker sig från silver till matt grå, beroende på ytjämnheten.

Min betoning. Medeltida rustning design baserades på hårdhet, styvhet av stål. Vapnet behöver också en hård kant.

Aluminium har ungefär en tredjedel av stålets densitet och styvhet.

För att ha samma styvhet behöver du i princip samma massa och mer tjocklek – bara nackdelar.

Naturligtvis, moderna aluminiumlegeringar är bättre än så. Samtidigt är moderna stålvarianter också bättre.

Kommentarer

• Samma misstag som det andra svaret gjorde – om det ’ s hårt / mjukt är till stor del irrelevant.
• Hårdhet är inte den enda faktorn att tänka på, men den ’ är knappast irrelevant. Cuir boulli-tekniken var speciellt avsedd för härdning av läder för användning i rustning.
• @barbecue När du kommer förbi en viss punkt är den ’ är irrelevant. Ohärdat läder är något motståndskraftigt mot skärning, men inte mycket bra mot genomträngande eller trubbig kraft. Även aluminium är hårdare än härdat läder.
• Hårdhet betyder motstånd mot perforering eller penetration. Stål är svårare att genomborra än aluminium. Att ’ är relevant för rustning om du ’ är orolig för att bli knivhuggad. Det ’ är inte ENDA FAKTOREN, men det ’ är relevant.
• @barbecue Historiskt sett var rustning av stål sällan härdade bfore skjutvapen kom runt (kulor var extremt mjuka och ganska lätta, men koncentrerade mycket kraft på en liten plats). Även då gjordes härdningen bara på ytan – du vill uppenbarligen inte ’. Du kan göra hård ” beläggning ” på många sätt, men aluminium är inte ’ ta bra passar för antingen – det ’ är inte svårt, och det ’ är inte tufft.

Aluminium används (wikipedia) i modern rustning för förälskade stridsfordon såsom som M2 Bradley (wikipedia) . Detta visar att idén inte är löjlig.

I fallet med Bradley lamineras aluminiumet (förmodligen en legering, de flesta referenser till aluminium egentligen Al-baserade legeringar). säg vad med, men i ditt fall kan även en tunn hud av stål över en aluminiumplatta ge en hård yta över ett tufft underlag. Detta skulle vara som järnklädsel, där mycket av styrkan kom från trä, därav klädda . Ett sådant tillvägagångssätt skulle vara lättare än stål ensam. Aluminiumramar, även ihåliga rör som är böjda i form kan bilda en stark struktur för att hålla sin form mot stötar och stödja ett skal av stål över aluminium.

Eftersom Al-legeringar är ganska lätta att arbeta, kan stålskinnet till och med vara chainmail.

Inspirerat av ditt korundsvar: Du kan till och med byta ut stålet (om du gjuter aluminium) med en lämpligt hård sten inbäddad i matrisen. Naturligtvis skulle enskilda bitar slås ut och brytas, men så gör keramiska traumaplattor i modern rustning (wikpiedia igen) och de används ofta.

Kommentarer

• Tja, moderna keramiska traumplattor används trots deras problem eftersom vi inte har något bättre alternativ. Samma sak var inte ’ t fallet i medeltida rustning. Om du var tillräckligt rik för att ha råd med en hel uppsättning metall rustning, skulle du sannolikt överleva mycket skada på rustningen och reparera den efteråt. Du ’ tänker inte kasta bort det bara för att det ’ säljer. Keramiska traumplattor är ’ t exakt billigt, men de ’ är fortfarande mycket billigare än rustningen i stål under medeltiden, och deras kostnad mäts vanligtvis mot den enorma investering av tid och pengar som alla modern soldat representerar.
• Om min idé fungerade på en Ll (och jag ’ är beredd att acceptera att det kanske inte) skulle det kunna repareras. Värsta fall genom omarbetning. (@Luaan)
• Ja, omarbetning skulle fungera. Men det skulle bara göra det desto dyrare 🙂 Varför skulle du välja en kostym av aluminiumskydd istället för den mycket billigare och mer praktiska stålskyddet?
• @Luaan min föredragna metod var stål framför aluminium. Men den ” varför skulle du …? ” frågan om gäller mer för frågan än ett enskilt svar.

TL; DR: Aluminiumskydd är troligt i form av korund.

Som många andra har nämnt är ren aluminiumfolie / ark ett dåligt (men lätt) rustningsval. Men om någon verkligen vill ha rustning i aluminium har vi ett annat alternativ. Jag förstår att det inte är exakt vad frågan besvarade, men låt oss undersöka det ändå till förmån för andra.

Kristalliserad aluminiumoxid, bättre känd som korund, är ett överraskande genomförbart rustningsval. Det är extremt starkt, definitionen av en 9/10 på Mohs-skalan. Normalt stål har en hårdhet på 4-4,5 och härdat stål har en hårdhet på 7,5-8. Vad detta betyder är att ett stålblad, till och med ett härdat en, skulle inte klia på rustningen. Faktum är att rustningen är mer benägna att repa den!

Jag förstår emellertid att hårdhet inte är det enda som övervägs för valet av rustningsmaterial. Vi måste också överväga dess vikt. Den specifika tyngdkraften (A mycket specifik version av densitet) för korund är cirka 4. ¹ Den specifika vikten hos stål varierar något, men är normalt 7,7-7,8. Detta innebär att korundpansar skulle vara nästan hälften så tung som stålpansar, väger in vid endast cirka 26 kg!

Vi bör också överväga tillgången på material och tillverkningskostnader. Det är här stål har en tydlig överhand. Korund finns bara sällan (det är bokstavligen safirer och rubiner) och endast i små storlekar (sällan över 4-5 gram). Det betyder att du inte kunde ha en rustning gjord helt av korund (förutom om du tillåter magi, som jag tvivlar på utifrån frågan), men du kan ha rustning helt av små korund ädelstenar infällda i stållänkar.

Slutligen, om vi bokstavligen kommer att ha en rustning av små glittrande ädelstenar, kan vi lika gärna få det att se ut så här:

¹ Jag försökte konvertera detta till densitet och sedan multiplicera med volymen på en platta av rustning, men då insåg jag två saker: 1. Du kan bara jämföra SG: erna, och 2: Volymen på platt rustning är verkligen svår att hitta.

Kommentarer

• Det är nog värt att notera att korund (inte ”conundrum”, vilket är ett ord för ett pussel eller mysterium) är en specifik kristallform av aluminiumoxid. måste växa som den kristallen för att ha de egenskaper du beskriver. Du kunde inte fashi på rustningen från ren aluminium och försök sedan oxidera det – du skulle få aluminiumoxid, men inte korund, och det skulle vara ännu mjukare än rent aluminium i den formen.
• Ja, det är därför jag föreslår att den mest möjliga lösningen är att använda det redan kristalliserade ramverket (ädelstenar), inte oxidera aluminium eller samla slumpmässiga skrot av aluminiumoxid.
• draghållfasthet av safir är cirka 400 MPa, som bra monokristaller – inte något överlägsen. Fin bild – jag gillar den.
• Jag undrar vad effektiviteten skulle vara av en ” betong ” tillverkad med en blandning av korundbitar, bomull fibrer och en bindande förening. Bomullsfibrerna tenderar att se till att rustningen håller ihop även om delar av den spricker, medan korunden skulle skydda bomullen.
• Stål kanske inte repar korund, men om du slå dem ihop, vilka böjer / spricker först? Att ’ är mycket viktigare övervägande för rustning.

Det enklaste problemet är att det hade kostat en kungens lösen. Som du säger var det svårt att förfina och som ett resultat av det otroligt dyrt.

kejsaren Napoleon III reserverade en värdefull uppsättning aluminiumbestick för speciella gäster vid banketter. (Mindre gynnade gäster använde guldknivar och gafflar.)

Detta citeras överallt, tyvärr kan jag inte hitta en originalkälla, men det var redan 19C. Ju tidigare du går desto mindre tillgängligt är det.

Kommentarer

• Jag verkar minnas att jag såg en gammal brittisk krona som hade aluminium som en del av den vid ett besök på kungliga juveler i London Tower , men jag kunde inte hitta någon källa för det. Jag hittade emellertid Frederik VII ’ s aluminiumhjälm kongernessamling.dk/en/rosenborg/object/frederik-viis-helmet, som uppenbarligen är en ceremoniell hjälm av ädelmetall.
• Och glöm inte ’ att Washington-monumentet i Washington DC är täckt med en aluminiumpyramid . Tillbaka när monumentet byggdes var det en av de dyraste metallerna.
• @TMN Och ännu viktigare, det var ett utmärkt sätt att visa upp USA: s industriella kraft, eftersom kostnaden för aluminium ligger i bearbetningen, inte tillgången på råvaror. Synd att det bara tog några år efter det att göra en process som gjorde aluminium relativt billigt 🙂

Rustning

För att inte hålla med de andra uttalade idéerna här, tror jag att aluminium kan vara ett överraskande bra pansarmaterial.

Ansvarsfriskrivning: Jag har inte bra källor till detta och jag är definitivt inte materialingenjör så snälla korrigera mig om jag har fel

Från vad jag kan berätta handlar aluminium om en tredjedel så tät som stål, ungefär en tredjedel så styv som stål och ungefär hälften så hård som stål. Det låter kanske som ett dåligt material, och det är om det är svårt att göra i stora mängder, men det har också vissa fördelar.

1. Eftersom den är en tredjedel så tung bör du i teorin kunna göra den ungefär tre gånger tjockare än ett stålalternativ samtidigt som du är ungefär lika lätt att bära och använda. Detta kompenserar mer än bristen på hårdhet och har faktiskt en betydande fördel bara genom att vara tjockare. Den fördelen är att när du skär genom det måste du passera tre gånger så mycket material, vilket betyder tre gånger så mycket friktion och massa att förskjuta, vilket innebär att du faktiskt kan ha bättre skärning / skärande skydd från aluminiumpansar än från stål pansar efter vikt.
2. Eftersom aluminium är mjukare än stål är det mer troligt att det deformeras snarare än att helt bryta. Detta är särskilt bra när man handlar om trubbig påverkan eftersom den absorberar en del av slagenergin genom att böja sig, liknande krusningszoner i en bil
3. En annan fördel med att vara mjukare är att det i teorin kan vara enklare att forma för smeden, vilket också skulle kunna göra det lättare att reparera när den är skadad. Detta kan överträffas genom att jag behöver vara tjockare, men jag vet inte så mycket om smidning, så jag lämnar den frågan till någon med expertis.
4. Om du behöver lättare rustningar på bekostnad av skydd, skulle aluminium ge bra kedjepost. Det skulle ändå göra tillräckligt bra för att blicka / skära slag, även om det skulle göra mycket sämre än järn eller stål för att stoppa ett vapen. Det största bekymret (och jag vet inte hur detta skulle fungera i verkligheten, men jag skulle gärna vilja se ett praktiskt test) skulle vara om stålskärvapnet (låter oss säga en kniv) kanske bara skär genom aluminiumringarna och får till dig ändå.

Vapen

Också bara För att göra detta svar fullständigt, håller jag med de andra svaren om att använda aluminium som vapenmaterial. Det skulle inte fungera bra eftersom det är mjukt gör att det inte håller en kant, och att böja vid slag är dåligt för ett vapen av samma anledning som det är bra för en pansaruppsättning, det sprider ut kraften av stöten. Dessutom, om du försöker skära någon annan som bär järn- eller stålskydd, kommer ditt aluminiumvapen inte att kunna tränga igenom det alls.

Kommentarer

• Om du gör det tre gånger tjockare måste ’ passera exakt samma metallmassa som med de tre gånger ” tyngre ” stål. Och du ’ förlitar dig för mycket på att saker och ting är linjära, vilket egentligen är ganska exceptionellt, inte typiskt. Och medan aluminium är mjukare än stål är det definitivt inte ’ tuffare – det kommer att bryta mycket lätt. För att inte tala om att stålrustning (och vapen) vanligtvis hade en hård yta, men mjuka insidor. Det kan inte smides lätt och lider fruktansvärt av trötthet. Det kan inte heller svetsas lätt. Kedjepost i aluminium tenderar att gå sönder en hel del.
• Som sagt sa jag ’ jag förenklar mycket eftersom jag ’ m inte ingenjör med erfarenhet att verkligen beräkna förhållandena exakt. Tack för förtydligandet var jag gjorde dåliga antaganden. Men när det gäller metallmassan är densamma är det sant, men friktionen mellan bladet och rustningen spelar roll och ökar med tjockleken, inte massan
• Det ’ är ett ganska komplicerat ämne. Om detta var en enkel kollision (det vill säga att kasta svärdet istället för att skjuta det sant) är de två nästan identiska. Det faktum att du fortsätter att trycka blir mer komplicerat, men det bör ändå inte ’ t betyda om inte svärdet måste förskjuta betydligt mer massa än det masserar – vilket är mycket osannolikt i någon form av livskraft personlig rustning.
• Den stora fördelen med att göra din rustning tre gånger tjockare är att den är mycket, mycket styvare (i storleksordningen 25-50 gånger styvare). Medför att det krävs en mycket större hammare för att lämna en buk i dig.
• @KevinWells, böjningsstyvhet ökar när kuben (eller kanske är den ’ den fjärde kraften ) av tjocklek. För liknande materialklasser (t.ex. ” strukturella metaller ”) dominerar denna effekt snabbt över material-till-materialvariationer.

Chris H har redan påpekat att aluminium används är en modern rustning, så det handlar bara om vapen .

Om du tittar på en modern klätteröxa har den en aluminiumaxel. Om du tittar på ett modernt spjut har det (ofta) en aluminiumaxel. Om du tittar på en modern grävspad har den (ofta) en aluminiumskaft. Aluminium är mycket bättre än trä för polarmar som inte går sönder, även om du förmodligen vill att spetsen eller bladet ska vara något som är svårare. >

Det enda verklig fördel för att använda aluminium är att det är lätt, men när det gäller kroppsskydd är det inte nödvändigtvis alltför bra. Naturligtvis är detta inte huvudsyftet med rustning, men tung rustning hindrar din motståndare från att slå dig tillbaka för mycket. Det viktigaste är dock att aluminium används på grund av hur lätt det är att forma och böja, exakt motsatsen av vad du vill ha för rustning.