Of we het nu beseffen of niet, de meesten van ons werken dagelijks met geavanceerde materialen. Mogelijk hebt u Kevlar in uw schoenen of koolstofvezel in uw auto. Sommigen van ons hebben misschien zelfs titaniumimplantaten in ons lichaam. Deze wonderen van innovatie zijn misschien begonnen als wetenschappelijke experimenten in een of ander mysterieus laboratorium, maar ze maken nu deel uit van ons dagelijks leven - en voor velen van ons, zelfs aanwezig in onze vuurwapens, overlevingsuitrusting en veiligheidsuitrusting.

  • RELATED STORY: The Best 20 Next-Gen Gun Silencers voor 2016

Om beter te begrijpen hoe deze materialen voor ons werken, gaan we dieper in op hun voordelen en wat we van hen kunnen verwachten.

Koolstofvezel

Eens was koolstofvezel gereserveerd voor gebruik in alleen de meest geavanceerde machines. Van Formule 1-auto's tot de Space Shuttle, koolstofvezel was het materiaal van de toekomst. Tegenwoordig vinden we dit geavanceerde materiaal dat wordt gebruikt in alledaagse voorwerpen zoals golfclubs en zelfs portefeuilles. Het is niet meer dan normaal dat koolstofvezel zijn weg naar de vuurwapenwereld vond.

Met koolstofvezel omwikkelde geweerlopen, handbeschermingen, buttocks en zelfs bout-actie chassis verschijnen nu massaal. Welke voordelen kunnen fotografen behalve van de futuristische look verwachten van zijn magische weefsels? Volgens een recente studie zijn koolstofvezelcomposieten 3, 8 keer sterker dan staal, 4, 5 keer sterker dan aluminiumlegeringen en 7, 4 keer sterker dan titanium. Het materiaal is ook stijver en lichter dan traditionele metalen. Er wordt zelfs gezegd dat koolstofvezel tot 70 procent lichter is dan staal en 40 procent lichter dan aluminium. Als je dit begrijpt, zijn de voordelen van het gebruik van koolstofvezelcomposieten duidelijk.

Zijn hoge corrosiebestendigheid, toegevoegd aan zijn superieure sterkte-gewichtsverhouding, maakt het een natuurlijke pasvorm in de mantel van "ons gelijke pijn" van de tactische en overlevingswerelden. Geweervaten zijn een andere begunstigde van dit materiaal: met koolstofvezel omwikkelde vaten werden ooit als gimmicks beschouwd, maar door de jaren heen hebben veel schutters ontdekt dat de eigenschappen voor gewichtsbesparing en koeling gelijk zijn aan vaten die ze verder en met minder vermoeidheid kunnen vervoeren. Koolstofvezel gewikkelde vaten wegen dikwijls de helft of minder dan die van een stalen vat met hetzelfde profiel. Tegelijkertijd behouden deze vaten hun nauwkeurigheid en gaan langer mee dan standaard stalen vaten.

Kevlar

Poly-parafenyleentereftalamide, ook bekend als Kevlar, wordt vaak gebruikt als een beschermend materiaal en wordt op grote schaal gebruikt in alles, van motorvesten tot militaire bepantsering. In feite bevatten de handschoenen die u op de voorkant van dit tijdschrift ziet Kevlar. Het materiaal heeft een hoge treksterkte-tot-gewichtverhouding en wordt gezegd ongeveer vijf keer sterker te zijn dan staal.

Kevlar beschermt bijzonder goed tegen snijwonden, schaafwonden en hitte. Het wordt gebruikt in spullen gedragen door brandweerlieden en atleten zoals schaatsers en schermers. Jagers en vissers zullen bekend zijn met het gebruik ervan in handschoenen die beschermen tegen per ongeluk snijden van het mes. Beschermende kleding, zoals kogelvrije vesten waarin het gebruik van Kevlar is verwerkt, is meestal veel lichter en dunner dan een versnelling met een vergelijkbare beschermende waarde die is gemaakt van meer conventionele materialen.

Titanium

Denk je dat titanium zeldzaam is? Dat dachten we ook totdat we ons onderzoek deden. Titanium is eigenlijk een van de top 10 meest voorkomende elementen in de aardkorst. Als het zo overvloedig is, waarom is het dan zo duur? Het antwoord ligt in de productie. Titanium moet worden verwerkt in een complex, tijdrovend en arbeidsintensief proces. Dus vanuit een bepaald oogpunt wordt het nog steeds als zeldzaam beschouwd.

Titanium wordt het meest gewaardeerd vanwege zijn corrosieweerstand en het feit dat het de hoogste sterkte / dichtheidsverhouding heeft van elk ander metaalelement. Wanneer het wordt gebruikt als een legeringsmiddel en gemengd met andere metalen zoals aluminium, wordt titaniumlegering een zeer sterk en toch licht materiaal. Het materiaal wordt veelvuldig gebruikt in vliegtuigen, marineschepen en zelfs raketten vanwege de hoge corrosie- en vermoeiingsweerstand en de grote treksterkte / dichtheidsverhouding.

Ja, titanium is misschien duur, maar het is niet langer een materiaal dat gereserveerd is voor mensen met het bestedingsbudget van het ministerie van Defensie. Onlangs hebben bedrijven zoals V Seven Weapon Systems baanbrekend werk verricht met het gebruik van titanium in relatief betaalbare pistoolcomponenten zoals AR-15 gasblokken en takedown-pinnen. Om te zien welke andere titaniumonderdelen u kunt gebruiken om uw geweer uit te blinken, kunt u elders in dit nummer de titanium AR-15 koperhandleiding voor onderdelen lezen.

Inconel

Inconel is een corrosiebestendig materiaal dat wordt gebruikt in toepassingen met zeer hoge temperaturen en hoge druk. Het behoudt sterkte over een breed en hoog temperatuurbereik en wordt gebruikt waar traditionele materialen zoals aluminium en staal zouden falen. SpaceX gebruikt Inconel in het motorblok van zijn Merlin-raketmotoren. Veel voorkomende toepassingen zijn gasturbinebladen en turboladerrotoren.

In de wereld van vuurwapens bevindt Inconel zich in de hoge druk, hoge temperatuurruimten binnen een geluidsonderdrukker als ontploffingsschotten. Omdat het moeilijk te bewerken is, vaak het gereedschap verprutsen om het te snijden, kunnen Inconel-onderdelen duur zijn om te produceren.

Roestvast en koolstofstaal

Hoewel het niet echt als een 'geavanceerd materiaal' werd beschouwd, dachten we dat we staal zouden toevoegen om de betekenis van al die cijfers die je in vuurwapen- en messenspecificaties leest, uit te leggen. U hebt al eerder aanduidingen als 4140 staal of 17-4 roestvast gezien, in feite heeft u ze waarschijnlijk in dit nummer gezien. Laten we, om deze namen te begrijpen, een beetje leren over staal.

Staal is een ijzerlegering met voldoende koolstof en andere elementen om uitharding mogelijk te maken. De definitie van koolstofstaal kan zeer specifiek zijn, maar in het algemeen omvat de term de meeste staalsoorten die niet van roestvrij staal zijn, inclusief verschillende gelegeerde staalsoorten. Hoe meer koolstofstaal heeft, hoe groter het vermogen om harder en sterker te worden door middel van warmtebehandeling; maar te veel koolstof maakt staal minder taai of kan niet worden vervormd zonder zwak en broos te worden.

Legeringsmiddelen gemengd met staal geven het materiaal verschillende kenmerken, zoals corrosieweerstand, verhoogde sterkte, verminderde broosheid, gemakkelijkere bewerkbaarheid enzovoort. De Society of Automotive Engineers (SAE) bepaalt de benamingen voor deze verschillende staallegeringen door middel van een viercijferig aanwijzingssysteem. Classificaties zoals die we gewoonlijk in de vuurwapenwereld zien, zoals 4140 en 4150, duiden de inhoud van een bepaald type staal aan. Het eerste getal staat voor de klasse van het materiaal, in dit geval molybdeenstaal, het tweede cijfer voor het secundaire legeringselement en de laatste twee cijfers voor de hoeveelheid koolstof die het bevat. Het kan gedetailleerder worden, maar omdat dit geen metallurgische klasse is, gaan we verder.

Dus wat is het verschil tussen 4140 en 4150 staal? Zoals je kunt zien aan de hand van hun SAE-aanduiding, zijn ze in de meeste opzichten vergelijkbaar, behalve de hoeveelheid koolstof daarin. De 4140 heeft genoeg koolstofinhoud - 0, 40 procent koolstof per miljoen - om het hard genoeg en toch kneedbaar genoeg te maken om uitgebreid en betrouwbaar in de wereld van vuurwapens te gebruiken. De 4150 verhoogt echter het koolstofgehalte tot 0, 50 procent, waardoor het een veel hardere materiaal is. Deze extra hardheid betekent dat het duurzamer is, maar het is ook moeilijker om mee te werken, wat meestal gelijk staat aan hogere kosten.

Roestvast staal is een staallegering met een minimum chroomgehalte van 10, 5 procent, wat betekent dat het niet gemakkelijk zal corroderen, roesten of vlekken kan vertonen. Degenen onder ons die zich rond geweren en messen bevinden, zijn het meest vertrouwd met 416 of 440 roestvrij staal. De 416 wordt vaak gebruikt in vuurwapens en heeft een toegevoegd zwavelgehalte waardoor hij gemakkelijker te bewerken is, terwijl 440 roestvrij staal een hogere kwaliteit bestekstaal met meer koolstofgehalte is. Dit betekent dat de 440 de voorkeur heeft van messenmakers vanwege zijn vermogen om scherpe randen beter te behouden. Als het uitgehard is, is het een van de moeilijkste roestvrije staalsoorten die er zijn.

Er zijn verschillende graden van 440; 440C heeft het hoogste koolstofgehalte. De volgende keer dat u producten vergelijkt, moet u de aanwijzingsverschillen niet snel afschudden als iets kleins. Slechts één enkel gewijzigd cijfer kan een groot verschil betekenen in de prestaties en duurzaamheidseigenschappen van een materiaal.

Aluminium

Net als staal zien we allerlei aluminiumaanduidingen rondgegooid worden - 6061 dit en 7075 dat. Dus wat is het verschil? Nou, 6061 is een aluminiumlegering van luchtvaartkwaliteit die magnesium en silicium als belangrijkste legeringselementen bevat. Het is gemakkelijk om mee te werken en wordt gebruikt voor alles van zaklantaarns tot vuurwapenontvangers.

Het type dat bekend staat als 7075 is een sterkere aluminiumlegering met zink als het primaire legeringselement. De sterkte is vergelijkbaar met vele soorten staal en heeft een goede weerstand tegen vermoeidheid. Het is echter niet zo eenvoudig te bewerken als 6061, en de relatief hoge kosten beperken het gebruik ervan. De kracht ligt ook in de hoge mate van corrosiebestendigheid.

Hoe zit het met de achtervoegsels na sommige benamingen? Soms zie je een streepje, een letter en een cijfer achter een aluminiumaanduiding. Dit duidt zijn humeuraanduiding aan. Meestal komen we de achtervoegsels "-T6" of "-T7 tegen." "T" betekent dat de legering thermisch wordt behandeld voor verbeterde hardheid en elasticiteit. Meer specifiek betekent "T6" dat het aluminium is behandeld met een oplossingshitte en kunstmatig is verouderd, terwijl "T7" ook is behandeld met een oplossingshittebehandeling maar vervolgens is gestabiliseerd voor grotere duurzaamheid.

  • GERELATEERD VERHAAL: Advanced Armour: Morgan Advanced Materials

Dus, teruggaan naar 6061 aluminium - de sterkte kan sterk variëren, afhankelijk van hoe het is getemperd. Regular 6061 heeft een maximale treksterkte van 18.000 psi en wordt gebruikt voor artikelen zoals auto-onderdelen en aluminium blikjes. De 6061-T6 heeft echter een ultieme treksterkte van ten minste 42.000 psi en wordt onder meer gebruikt voor fietsframes en AR-15-ontvangers. Net als bij staal kan een schijnbaar kleine verandering in aanduiding gelijk staan ​​aan een heel ander materiaal.

Daar heb je het. Gebruik je nieuwe kennis verstandig.