Wie würde Aluminium als mittelalterliche Rüstung funktionieren?

Aluminium ist zu weich, um daraus eine starke Rüstung zu bauen. Auf der Mohs-Skala hat Aluminium nur eine 2,75, während Eisen beispielsweise 4 und Kupfer 3 hat.

Die Mohs-Skala gibt an, wie schwer es ist, ein bestimmtes Material zu zerkratzen, und je höher die Zahl, desto härter ist das Material. Das bedeutet, dass Kupfer zwar Aluminium zerkratzen kann, das Gegenteil jedoch nicht der Fall ist.

Bearbeiten: Während es mehrere Eigenschaften gibt, die man sich ansehen kann, zeigt keine von ihnen allein, was gut für Rüstungen ist und welche Art von Rüstung Sie herstellen möchten.

Schauen wir uns die Zähigkeit an:

In der Materialwissenschaft und Metallurgie ist Zähigkeit die Fähigkeit eines Materials, Energie zu absorbieren und sich plastisch zu verformen, ohne zu brechen

Nehmen Sie also an, Sie möchten starre Rüstungen herstellen. Wenn es so weich wie Aluminium ist, aber eine hohe Zähigkeit hat, wird es jeder bedeutende Schlag verbeulen, ohne zu brechen. Kein Bruch ist gut, aber eine große Delle im Brustpanzer bedeutet, dass Sie nicht mehr frei atmen können. Das ist im Mittelalter bei Eisen/Stahl-Rüstungen oft passiert, aber bei Aluminium wäre es noch viel schlimmer. Aus diesem Grund eignen sich weiche, aber zähe Materialien nur für flexible Rüstungen, die die Delle nicht oder zumindest nicht großflächig halten.

Zurück zu Aluminium. Aluminiumrüstungen könnten für Präsentationszwecke gut sein, beispielsweise für zeremonielle Wachen. Die Rüstung sieht gut aus, benötigt wenig Wartung und ist leicht. Wenn diese Art von Rüstung jemals einen Kampf sehen würde, wären es kurze Scharmützel, keine langen Schlachten. Das oben beschriebene Problem wäre also nicht so wichtig wie für Armeen.

Es gibt andere Arten von Rüstungen, die durch Hinzufügen von Aluminium verbessert werden können, wie Brigantine oder Jack of Plates, bei denen Metallplatten zu Stoff hinzugefügt werden. Bei diesen ist die Formbarkeit nicht so problematisch und das geringere Gewicht könnte von Vorteil sein.

Als Waffe ist Aluminium eine schlechte Wahl, da es eine Schneide nicht gut halten kann und aufgrund der geringen Dichte keine Kraft wie Eisen konzentrieren kann (z. B. in einem Kriegshammer). Für TEILE einer Waffe kann es brauchbar sein.

Was die Rüstung betrifft, hängt davon ab, wofür Sie sie wollen. Sie können Kettenhemden aus Aluminium herstellen und es ist vergleichsweise leicht. Dies kann funktionieren, um Hiebangriffen zu widerstehen. Es hat jedoch nicht die Kraft, durchdringende Angriffe wie den Stich eines Dolches oder einer Pfeilspitze zu stoppen. Die Ringe werden sich ausbreiten und platzen. Sie können also die Ringe verdoppeln oder sogar verdreifachen (oder sie sehr dick machen), aber dann beginnt die Rüstung so viel wie Eisen oder Stahl zu wiegen. Dasselbe mit einem Brustpanzer. Ok, um einen Schrägstrich zu drehen, aber nicht in der Lage, einen Stoß zu stoppen (entweder durchschlagen oder das darunter liegende Weichgewebe verformen und zerquetschen). Dies lässt sich leicht mit Kochgeschirr aus Aluminium im Vergleich zu Edelstahl demonstrieren. Die Steifigkeit und Festigkeit von Stahl gegenüber der gleichen Dicke von Aluminium ist leicht ersichtlich. Und das Kochgeschirr aus Aluminium ist deutlich leichter.

Ein Vorteil wird eine Verringerung des Rosts sowie ein geringeres Gewicht bei gleicher Metalldicke und die Fähigkeit sein, eine Hochglanzpolitur anzunehmen. Aluminium wäre also wahrscheinlich großartig für eine Kinderrüstung oder einen Paradeanzug, gemacht für Glanz, nicht für Effizienz. Oder wenn Sie Magneto gegenüberstehen :)

Ja, wenn dick genug Die Aluminiumgussteile, die wir in meiner Fabrik verwenden, sind etwa 8 mm dick und ziemlich zäh. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Schwert und ein starker Mann in der Lage sein werden, viel anderes zu tun, als es ein wenig zu biegen. Wenn diese Gussteile nicht so teuer wären, würde ich sie zurücknehmen und versuchen, sie für Empirie zu zerschlagen. Ich habe eine 4-mm-Aluminiumabdeckung gebrochen (geschnappt), indem ich die Schrauben nicht in der richtigen Reihenfolge angezogen habe, aber dort spielten Faktoren wie Drehmoment und Hebelwirkung eine Rolle, die bei der Physik eines reinen Schlags nicht involviert wären. In einem ähnlichen Punkt ist Plate Armor so konzipiert, dass es einbeult! Brustplatte passt in einem Abstand vom Körper des Trägers über die Polsterung. Wenn die Panzerung einen Schlag absorbiert, kann sie sich biegen, ohne den Insassen zu treffen. Ein halbweiches Metall kann aufgrund der Fähigkeit, sich zu biegen, anstatt zu brechen, für die Rüstung von Vorteil sein. Bei ausreichender Dicke

Eine Schwäche von Aluminium gegenüber Eisen oder Stahl ist das Fehlen einer echten Ermüdungsgrenze (auch bekannt als Dauerfestigkeit). Ermüdung ist die Anhäufung und Vergrößerung kleiner Risse und Unvollkommenheiten, wenn das Material wiederholt belastet wird.

Um bei Eisen und Stahl Ermüdung zu verursachen, müssen Sie eine bestimmte Belastungsschwelle überschreiten. Solange die Belastung unter diesem Punkt liegt, wird das Metall nicht geschwächt , egal wie oft Sie die Belastung wiederholen.

Das Problem bei Aluminium besteht darin, dass es einer Ermüdung durch viel geringere Belastungen ausgesetzt ist als Stahl. Selbst eine kleine Belastung führt zu einer gewissen Ermüdung, und im Laufe der Zeit, wenn sich die Belastung wiederholt, nimmt die Ermüdung zu und schließlich bricht das Metall.

Nehmen Sie eine Stahlstange und eine Aluminiumstange gleicher Stärke und biegen Sie beide wiederholt hin und her. Die Aluminiumstange wird viel früher schwächer und bricht als die Stahlstange.

Im Fall von Rüstungen führen wiederholte Belastungen sowohl durch Stöße als auch durch normale Belastungen beim Marschieren, Reiten und insbesondere durch Reparaturen zu Ermüdung, die zu einem plötzlichen, überraschenden Versagen führen kann.

Ein weiteres Problem mit Aluminium aus mittelalterlicher Sicht ist, dass es aufgrund seines niedrigeren Schmelzpunkts, seiner schnelleren Oxidation und der Unfähigkeit, die Farbe des Glühens als Temperaturmesser zu verwenden, viel schwieriger zu schmieden ist. Aluminium reagiert sehr stark mit Sauerstoff und bildet schnell eine Oxidschicht, die eine gute Schweißnaht verhindert.

Ein weiteres kleines Problem bei Aluminium ist die geringere Masse. Ein massiveres Objekt hat mehr Impuls als ein leichteres. Es ist einfach schwieriger, herumzuschieben. Natürlich hat eine leichtere Rüstung viele Vorteile, sie ist einfacher anzulegen, weniger ermüdend und so weiter, also ist dies im schlimmsten Fall ein kleiner Nachteil.

Aus Wikipedia :

Aluminium ist ein relativ weiches , haltbares, leichtes, duktiles und formbares Metall mit einem Aussehen, das je nach Oberflächenrauheit von silbrig bis mattgrau reicht.

Betonung von mir. Das mittelalterliche Rüstungsdesign basierte auf Härte und Steifheit von Stahl. Waffe braucht auch harte Kante.

Aluminium hat etwa ein Drittel der Dichte und Steifigkeit von Stahl.

Um also die gleiche Steifigkeit zu haben, braucht man im Grunde die gleiche Masse und mehr Dicke - nur Nachteile.

Moderne Aluminiumlegierungen sind natürlich besser als das. Gleichzeitig sind moderne Stahlsorten auch besser.

Aluminium wird (Wikipedia) in modernen Panzerungen für gepanzerte Kampffahrzeuge wie dem M2 Bradley (Wikipedia) verwendet . Dies zeigt, dass die Idee nicht lächerlich ist.

Im Fall des Bradley ist das Aluminium (vermutlich eine Legierung, die meisten Verweise auf Aluminium beziehen sich tatsächlich auf Legierungen auf Al-Basis) laminiert. Wikipedia sagt nicht, womit, aber in Ihrem Fall könnte sogar eine dünne Stahlhaut über einer Aluminiumplatte eine harte Oberfläche über einer harten Unterlage ergeben. Dies wäre wie bei Panzerschiffen, bei denen ein Großteil der Stärke aus Holz stammte, daher verkleidet . Ein solcher Ansatz wäre leichter als Stahl allein. Aluminiumrahmen, sogar in Form gebogene Hohlrohre, könnten eine starke Struktur bilden, um ihre Form gegen Stöße zu halten und eine Hülle aus Stahl über Aluminium zu tragen.

Da Al-Legierungen recht einfach zu bearbeiten sind, kann die Stahlhaut sogar ein Kettenhemd sein.

Inspiriert von Ihrer Korund-Antwort: Sie könnten sogar den Stahl (wenn Sie das Aluminium gießen) durch einen entsprechend harten Stein ersetzen, der in die Matrix eingebettet ist. Natürlich würden einzelne Brocken herausgeschlagen und zerbrochen, aber auch keramische Traumaplatten in modernen Rüstungen (wieder Wikipiedia) und sie werden häufig verwendet.

TL;DR: Aluminiumpanzerung ist in Form von Korund plausibel.

Wie viele andere bereits erwähnt haben, sind reine Aluminiumfolien / -bleche eine schlechte (wenn auch leichte) Rüstungswahl. Wenn jedoch jemand wirklich eine Aluminiumrüstung haben möchte, haben wir eine andere Option. Ich verstehe, dass es nicht genau das ist , was die Frage beantwortet hat, aber lassen Sie es uns trotzdem zum Nutzen anderer untersuchen.

Kristallisiertes Aluminiumoxid, besser bekannt als Korund, ist eine überraschend praktikable Panzerungswahl. Es ist extrem stark, die Definition von 9/10 auf der Mohs-Skala. Normalstahl hat eine Härte von 4-4,5 und gehärteter Stahl hat eine Härte von 7,5-8. Das bedeutet, dass eine Stahlklinge, selbst eine gehärtete, die Rüstung nicht zerkratzen würde. Tatsächlich würde die Rüstung eher zerkratzen!

Ich verstehe jedoch, dass die Härte nicht die einzige Überlegung bei der Wahl des Rüstungsmaterials ist. Wir müssen auch sein Gewicht berücksichtigen. Das spezifische Gewicht (eine hochspezifische Version der Dichte) für Korund liegt bei etwa 4. ¹ Das spezifische Gewicht von Stahl variiert leicht, beträgt aber normalerweise 7,7-7,8. Damit wäre eine Korundpanzerung mit rund 26 kg fast halb so schwer wie eine Stahlpanzerung!

Wir sollten auch die Verfügbarkeit des Materials und die Herstellungskosten berücksichtigen. Hier hat Stahl klar die Oberhand. Korund kommt nur selten vor (es sind wörtlich Saphire und Rubine) und nur in kleinen Größen (selten über 4-5 Gramm). Dies bedeutet, dass Sie keine Rüstung haben könnten, die vollständig aus Korund besteht (außer wenn Sie Magie zulassen, was ich aufgrund der Frage bezweifle), aber Sie könnten eine Rüstung haben, die vollständig aus kleinen Korund-Edelsteinen besteht, die in Stahlglieder eingesetzt sind.

Schließlich, wenn wir buchstäblich eine Rüstung aus kleinen, schimmernden Edelsteinen haben wollen, könnten wir sie genauso gut so aussehen lassen:

¹ Ich habe versucht, dies in Dichte umzurechnen und dann mit dem Volumen einer Plattenrüstung zu multiplizieren, aber dann sind mir zwei Dinge klar geworden: 1. Sie können einfach die SGs vergleichen, und 2: Das Volumen einer Plattenrüstung ist wirklich schwer zu finden .

Rüstung

Um den anderen hier geäußerten Ideen nicht zuzustimmen, denke ich, dass Aluminium ein überraschend gutes Rüstungsmaterial sein könnte.

Haftungsausschluss: Ich habe keine großartigen Quellen dazu und bin definitiv kein Materialingenieur. Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege

Soweit ich das beurteilen kann, ist Aluminium etwa ein Drittel so dicht wie Stahl, etwa ein Drittel so steif wie Stahl und etwa halb so hart wie Stahl. Das mag nach einem schlechten Material klingen und ist es auch, wenn es in großen Mengen schwierig herzustellen ist, aber es hat auch einige Vorteile.

1. Da es ein Drittel so schwer ist, sollten Sie es theoretisch etwa dreimal dicker als eine Stahlalternative machen können, während es ungefähr so ​​​​leicht zu tragen und zu verwenden ist. Dies gleicht den Mangel an Härte mehr als aus und hat tatsächlich einen erheblichen Vorteil, nur weil es dicker ist. Dieser Vorteil besteht darin, dass Sie beim Durchschneiden dreimal so viel Material durchdringen müssen, was bedeutet, dass dreimal so viel Reibung und Masse zu verschieben sind, was bedeutet, dass Sie möglicherweise tatsächlich einen besseren Schutz vor Durchstechen / Aufschneiden durch Aluminiumpanzerung haben als durch Stahl Rüstung nach Gewicht.
2. Da Aluminium weicher als Stahl ist, verformt es sich eher als dass es vollständig bricht. Das ist besonders gut bei stumpfen Stößen, weil es ähnlich wie Knautschzonen beim Auto einen Teil der Schlagenergie durch Biegen absorbiert
3. Ein weiterer Vorteil, weicher zu sein, besteht darin, dass es theoretisch für den Schmied einfacher zu formen wäre, wodurch es möglicherweise auch leichter zu reparieren wäre, wenn es beschädigt ist. Dem kann entgegengewirkt werden, indem man dicker sein muss, aber ich weiß eigentlich nicht viel über Schmieden, also überlasse ich diese Frage jemandem mit Fachwissen.
4. Wenn Sie eine leichtere Rüstung auf Kosten des Schutzes benötigen, eignet sich Aluminium hervorragend als Kettenhemd. Es würde immer noch gut genug für Streif-/Hiebschläge sein, obwohl es viel schlechter als Eisen oder Stahl wäre, wenn es darum geht, eine pieksende Waffe zu stoppen. Die größte Sorge (und ich weiß nicht, wie das in der Realität funktionieren würde, aber ich würde gerne einen praktischen Test sehen) wäre, ob die stählerne Hiebwaffe (sagen wir ein Messer) einfach die Aluminiumringe durchschneiden und bekommen könnte dir sowieso.

Waffen

Um diese Antwort vollständig zu machen, stimme ich auch den anderen Antworten zur Verwendung von Aluminium als Waffenmaterial zu. Das würde nicht gut funktionieren, weil es aufgrund seiner Weichheit keine Kante hält, und das Biegen beim Aufprall ist schlecht für eine Waffe, aus dem gleichen Grund, aus dem es für eine Rüstung gut ist, es verteilt die Kraft des Aufpralls. Wenn Sie außerdem versuchen, jemand anderen zu schneiden, der eine Eisen- oder Stahlrüstung trägt, kann Ihre Aluminiumwaffe diese überhaupt nicht durchdringen.

Das einfachste Problem ist, dass die Herstellung das Lösegeld eines Königs gekostet hätte. Wie Sie sagen, war es schwer zu verfeinern und infolgedessen unglaublich teuer.

Kaiser Napoleon III reservierte ein wertvolles Aluminiumbesteck für besondere Gäste bei Banketten. (Benachteiligte Gäste benutzten goldene Messer und Gabeln.)

Das wird überall zitiert, leider finde ich keine Originalquelle, aber das war schon das 19. Jh. Je früher Sie gehen, desto seltener ist es verfügbar.

Chris H hat bereits darauf hingewiesen, dass Aluminium für einige moderne Rüstungen verwendet wird, also geht es hier nur um Waffen.

Wenn Sie sich eine moderne Kletteraxt ansehen, hat sie einen Aluminiumschaft. Wenn Sie sich einen modernen Speer ansehen, hat er (oft) einen Aluminiumschaft. Wenn Sie sich einen modernen Grabenspaten ansehen, hat er (oft) einen Aluminiumschaft. Aluminium ist viel besser als Holz für Stangenarme, die nicht brechen, obwohl Sie wahrscheinlich wollen, dass die Spitze oder Klinge etwas härter ist.

Der einzige wirkliche Vorteil bei der Verwendung von Aluminium ist, dass es leicht ist, aber im Fall von Körperpanzern ist das nicht unbedingt eine gute Sache. Natürlich ist dies nicht der Hauptzweck von Rüstungen, aber eine schwere Rüstung verhindert, dass dein Gegner dich zu sehr zurückstößt. Am wichtigsten ist jedoch, dass Aluminium verwendet wird, weil es sich leicht formen und biegen lässt, genau das Gegenteil von dem, was Sie für eine Rüstung wünschen.