Кто сильнее – карбон или титан? Команда гиков сравнила реакцию обоих материалов на сжатие
Команда техногиков канала Crazy Hidraulic Press последовательно сжала под гидравлическим прессом несколько материалов, часто используемых в автопроме, включая углепластик и титан.
Самый популярный конструкционный материал в автопроме — железо, точнее, стальные сплавы. На втором месте идёт алюминий. Однако элитные производители авто любят ввернуть несколько деталей из элитного «карбона», а кто-то, как McLaren или Lambroghini, делает из него целиком кузов.
Однако даже среди производителей суперкаров далеко не все наращивают долю углепластика. А кто-то использует более экзотический материал — титан. Означает ли это, что преимущество карбона больше из области мифов, маркетинговый ход?
В этом решил разобраться канал Crazy Hidraulic Press (да, в названии канала пишется именно hIdraulic). Для теста ребята отобрали отрезали восемь цилиндриков от труб одинаковым диаметром и толщиной стенок. Отличался только материал. Три трубки были из разных пластиков:
- акрил
- поливинилхлорид (ПВХ)
- углепластик
Ещё пять — из сплавов разных металлов:
- алюминий
- медь (латунный сплав)
- титан
- железо в двух вариантах — низкоуглеродная сталь и нержавеющая сталь
Результат?
Сначала заметим, что поразительно хорошо показал себя неприметный акрил. Прозрачная трубочка весом всего 9 грамм выдержала вес более полутора тонн! Акрил в полтора раза обошёл ПВХ. Но вы кликнули на эту статью не для того, чтобы знать, насколько прочен материал водопроводных труб, верно?
Итак, углепластик. Когда нагрузка достигла 2 тонн, карбоновая трубка начала расслаиваться и крошиться. Впрочем, она держала нагрузку, пока та не достигла почти 3 тонн.
А вот титан выдержал в три раза больше, хотя под давлением трубка приняла слегка бочкообразную форму. Ради справедливости заметим, впрочем, что и весила она больше примерно в 3 раза, так что в пересчёте на единицу массы два суперматериала оказались примерно равны по стойкости.
А теперь добавим сенсационности: всех победила нержавеющая сталь. Трубка выдержала почти 16 тонн, что в пять с лишним раз больше предела, достигнутого углепластиком. Давление было таким сильным, что сталь сильно нагрелась: когда её вынули из-под пресса, её невозможно было держать руками. Впрочем, нержавеющая сталь ещё и самый тяжёлый материал из участвовавших в испытании, почти в шесть раз тяжелее карбона.
Алюминий же, который много используют такие марки, как Audi и Land Rover, расположился посередине между углепластиком и титаном.
Стоп, а можно ли так сравнивать?
Команда оговорилась, что их испытание не претендует на научную или технологическую точность по ряду причин.
- Начать с того, что на практике части автомобиля подвергаются не только сжатию, но и другим видам деформации — растяжению, скручиванию и сдвигу.
- Во-вторых, говоря «титановый сплав» или «пластик», мы получаем лишь примерное представление о том, с каким материалом имеем дело. Существуют разные марки, отличающиеся свойствами.
- В-третьих, детали из лёгкого углепластика делаются толще, чем, например, стальные. Поэтому сама идея сравнить цилиндры с одинаковой толщиной стенок не полностью имитирует подход автомобильных конструкторов.
А теперь добавьте к этому разную стоимость изделий из этих материалов и степень пригодности к утилизации, и вы согласитесь, что однозначный выбор сделать невозможно. Понадобится ещё немало лет технологической эволюции, множество проб и ошибок, пока не станет ясно, какой материал придёт на смену стали… и придёт ли.
Посмотрите, как испытание происходит на видео.
