Maailma 10 tugevaimat metalli

Maailmas on lugematu arv metalle, nagu titaan, terasest, ja volfram. Siiski on küsimus selles, milline on maailma 10 tugevaima metalli esikümnes. Seega püüame selles artiklis sellele küsimusele vastuse leida. Uurime maailma 10 tugevaimat metalli.

Maailma tugevaimate metallide väljaselgitamiseks on palju põhjuseid. Disainerid, insenerid ja teadlased puutuvad kokku vajadusega mõista oluliste metallide ja nende sulamite omadusi. Mõistes tugevust a metallist või sulam, tuleb arvestada mitmete teguritega. Materjali valik peaks vastama selle materjaliga nõutava töö iseloomule. Näiteks kui me võtame terase arvesse, ei saa ükski teine ​​materjal seda üldise tugevuse poolest ületada. Teisest küljest, kui võrrelda materjalide kõvadust, jääb volfram ületamatuks. Samal ajal on titaanil nii terasele kui ka volframile väga lähedased omadused.

Kuigi grafeem on sitkem ja teemant kõvem, piirdume oma nimekirjas tugevaimate metallidega.

Maailma tugevaima metalli omadused

Nagu varem mainitud, on materjali tugevusest rääkides palju omadusi, mis jäävad tugevuse teadmiseks tööle. Niisiis, enne maailma tugevaimate metallide üle arutlemist, vaadakem neid omadusi, mis nende tugevust otseselt või kaudselt mõjutavad:

tõmbetugevus

Tõmbetugevuse üle arutledes kontrollime jõu mõõtmist, mis on vajalik millegi, näiteks traadi, kaabli, trossi või konstruktsioonitala tõmbamiseks punktini, kus see puruneb. Mõõtmine viitab maksimaalsele pingele enne purunemist, mida tavaliselt mõõdetakse Psi-s.

Survetugevus

Tõmbetugevust võib nimetada takistuseks, mida metall pakub sellele mõjuvale pigistusjõule. Lihtsamalt öeldes saame seda seostada ka materjali kõvadusega. Peamiselt mõõdetakse materjali tõmbetugevust Psi-s; vahepeal saab Mohsi skaalat kasutada ka materjali survetugevuse mõõtmiseks. Skaalal on hinne 0-st 10-ni, kus 0 tähistab kõige pehmemat ja 10 kõige kõvemat punkti. Näiteks teemandi survetugevus on Mohsi skaalal 10, mis tähendab, et teemant on üks kõvemaid materjale. Samal ajal on survetugevus ka tööriistamaterjali oluline omadus.

Saagikuse tugevus

Metalli voolavuspiiri võib nimetada omaduseks, mis on vastupidav selle metalli püsivale deformatsioonile või paindumisele pinge rakendamisel. Ehitusinseneride jaoks on voolavuspiir märkimisväärne. Kui metallile rakendatakse pinget, hakkab see painduma; elastses olekus on metalli deformatsioon taastatav ja materjal taastub oma esialgse kujuga. Kuid pärast elastsusseisundit põhjustab pinge metallis jäävdeformatsiooni, kus see jõuab plastilise olekusse. Metalli voolavuspiiri mõõdetakse megapaskalites (MPa).

Löögi tugevus

Seda nimetatakse materjali võimeks vastu pidada löökkoormusele ilma purunemata. Kuna teame, et teemandi hind on Mohsi skaalal 10, kuid see võib haamriga lüüa, puruneda. Teisest küljest saab terast haamriga lüüa, ilma et see puruneks.

Sulamid vs looduslikud metallid

Most of the metals we will discuss today are not pure metals; instead, these are alloys that remain combinations of pure metals. Indeed, alloys are intended to add in the properties of pure metals, making them stronger. As an example, steel is a combination of iron and carbon. Inarguably, steel possesses improved strength, which is neither possessed by the iron solely nor carbon. Metallurgists make alloys of most metals, and they have a place on lists of the strongest metal . Thus, we will call them metals because they are still made fundamentally out of natural metals.

Tugevaim metall maailmas

Siin uurime maailma 10 tugevaimat metalli:

  1. Süsinikteras
    Süsinikteras on sajandeid olnud üks laialdaselt kasutatavaid sulameid. See sulam saadakse süsiniku ja raua abil ning kombinatsioon pakub enneolematut tugevust pingete vastu. Poleks vale väita, et oleme ülekoormatud toodetest, mis sisaldavad põhielemendina süsinikterast. Siin on süsinikterase olulised omadused:
    • Selle sulami voolavuspiir on 260 MPa.
    • Selle tõmbetugevus on 580 Moa.
    • Selle sulami väärtus Mohsi skaalal on 6.
    • Materjalil on kõrge löögikindlus.
  2. Terase-raua-nikli sulam
    Üldiselt suurendab nikli segamine süsinikterasega selle sulami tõmbe- ja voolavustugevust. Need omadused on isegi paremad kui tavalisel vana süsinikterasel. Näiteks selle sulami voolavuspiir on 1420 MPa ja tõmbetugevus jääb 1460 MPa juurde.
  3. Roostevaba teras
    See on taas üks erilisi ja laialdaselt kasutatavaid sulameid. Peamiselt koosneb see magneesiumist, terasest ja kroomist. Segu sillutab teed hämmastavatele omadustele, nagu suurepärane korrosioonikindlus. Seega muudavad selle materjali omadused märkimisväärselt sobivaks treimiseks ja freesimiseks. Vahepeal on selle materjali omadused järgmised:
    • Selle materjali voolavuspiir on 1560 MPa.
    • Selle tõmbetugevus on 1600 MPa.
    • Roostevaba teras pakub kõrget löögikindlust.
    • Selle metalli skoor võib Mohsi skaalal olla vahemikus 5,5–6,3.
  4. Volfram
    Volfram on väga kuulus metall, mida varem nimetati Wolframiks. See jääb metalliks, millel on kõrgeim tõmbetugevus võrreldes mis tahes looduslikult esineva metalliga. Kuid seda ei kasutata eelistatavalt loomulikul kujul, kuna sellel on rabe omadus ja see on haavatav purunemise suhtes löögikoormuse korral. See on põhjus, miks volfram on tugevamate omaduste saavutamiseks legeeritud erinevate metallide/sulamitega. Seega on selle materjali omadused järgmised:
    • Selle tõmbetugevus on 1725 MPa.
    • Selle materjali voolavuspiir on 750 MPa.
    • Sellel on madal löögikindlus.
    • Seda hinnatakse Mohsi kõvadusskaalal 7,5.
  5. Volframkarbiid
    Oleme juba selgitanud, et volfram on loomulikult väga habras materjal ja tavaliselt tuleb seda nõutavate omaduste saamiseks legeerida. Volframi kombineerimisel karbiidiga saadakse volframkarbiidi, mis annab paremaid tulemusi. Selle materjali kõvadus sobib ideaalselt kasutamiseks tipptasemel tööriistades, nagu ketassaelehed, puuriterad ja muud. Seetõttu on seda sulamit laialdaselt kasutatud CNC töötlemine tööstusele. Selle materjali omadused on järgmised:
    • Selle materjali voolavuspiir jääb vahemikku 300–100 MPa.
    • Tõmbetugevus jääb vahemikku 500–1500 MPa.
    • See pakub kõrget löögikindlust.
    • Üks kõvemaid metallisulameid, mille näit on 9–9,5 Mohsi skaalal.
  6. Titaan
    Titaan on ka üks tugevamaid metalle ja kosmosetööstuses laialdaselt kasutatav metall. Titaani puhtal kujul on madalam voolavuspiir, mis jääb vahemikku 275–580 MPa. See on põhjus, miks tugevamate versioonide saamiseks legeeritakse tavaliselt titaani. Sellel on järgmised omadused:
    • Selle tõmbetugevus on 980 MPa.
    • Selle väärtus on Mohsi kõvaduse skaalal 6
    • Titaanisulamite voolavuspiir võib ulatuda 1200 MPa-ni.
  7. Titaanalumiiniid
    Titaanalumiiniidi tuntakse ka kui Gamma Titanium Aluminide, mis koosneb titaanist ja alumiiniumist koos vanaadiumilisandiga. Titaanalumiiniidisulamid suudavad väga hästi töötada isegi kõrgetel temperatuuridel ja konkureerida tugevuse poolest niklipõhiste sulamitega. Samal ajal võib nende kaal olla väike, mis muudab need sobivad kasutamiseks turbiini labade jaoks. Selle sulami tõmbetugevus on 880 MPa ja voolavuspiir on 800 MPa.
  8. Magneesiumi sulam
    Viimaseks, kuid mitte vähem tähtsaks, on meil nimekirjas magneesiumisulamite nimetused. Üllataval kombel katsetavad teadlased magneesiumisulamitega erinevaid sulameid. Nüüdseks on magneesiumisulameid peetud juba maailma kergeimateks ja tugevaimateks metallideks. Teadmiseks on magneesiumisulamid kergemad kui alumiiniumisulamid ja tugevamad kui titaanisulamid. Kui seda metalli kasutatakse autotööstuses, võib see säästa 40% kütustest ilma mootorit muutmata.
  9. Inconel
    Inconel pole nii kuulus kui teised sulamid; siiski on see endiselt üks 10 tugevaima metalli hulgas. Inconel koosneb põhiliselt kromist, niklist ja austeniidist. Selle supersulami muude oluliste omaduste hulgas on selle normaalne funktsionaalsus ja ümberhäälestatud tugevus ekstreemsetes tingimustes, näiteks kõrge temperatuuriga tingimustes, erakordsed. Tänu sellele võimele peetakse Inconeli üheks parimaks valikuks kiirete turbiinide ja tuumareaktorite jaoks.
    • Selle spetsiaalse sulami tõmbetugevus on 1103 MPa.
    • Inconeli voolavuspiir on 758 MPa.
  10. Kroom
    Kuna see on oma olemuselt väga rabe, on seda sageli raske kasutada ilma seda tugevamaks muutmiseks ja soovitud variatsioonide saamiseks mõne muu metalliga legeerimata. Kuid oma loomulikus olekus on kroom läikiv ja väidetavalt üks tugevamaid metalle ning seda eelistatakse galvaniseerimiseks.
    • Kroomi tõmbetugevus on 418 MPa.
    • Selle voolavuspiir on 316 MPa
    • Selle Mohsi kõvaduse skaalal on hinnang 9.