יש אינספור מתכות בעולם, כמו טיטניום, פְּלָדָהוטונגסטן. ובכל זאת, השאלה היא מהי 10 המתכת החזקה בעולם. אז במאמר זה ננסה למצוא את התשובה לשאלה זו. נחקור את 10 המתכות החזקות בעולם.
ישנן סיבות רבות לברר את המתכות החזקות בעולם. מעצבים, מהנדסים ומדענים נתקלים בצורך להבין את תכונות המתכות החיוניות והסגסוגות שלהן. כאשר מבינים את החוזק של א מַתֶכֶת או סגסוגת, יש לקחת בחשבון מספר גורמים. בחירת החומר צריכה להיות מדויקת לאופי העבודה הנדרשת מאותו חומר. לדוגמה, אם ניקח בחשבון את הפלדה, שום חומר אחר לא יכול לנצח אותה בגלל החוזק הכולל שלה. מצד שני, אם נשווה את קשיות החומרים, הטונגסטן נשאר ללא תחרות. יחד עם זאת, טיטניום הוא בעל תכונות קרובות מאוד הן לפלדה והן לטונגסטן.
למרות שהגרפם קשיח יותר והיהלום קשה יותר, נצמצם את הרשימה שלנו למתכות החזקות ביותר.
מאפייני המתכת החזקה בעולם
כפי שצוין קודם לכן, כאשר אנו מדברים על חוזק החומר, יש הרבה תכונות שנותרו מבצעיות כדי לדעת את החוזק. אז, לפני שנדון במתכות החזקות בעולם, הבה נבחן את התכונות המשפיעות ישירות או בעקיפין על חוזקן:
חוזק מתיחה
כאשר אנו דנים בחוזק מתיחה, אנו בודקים את מדידת הכוח הדרוש כדי למשוך משהו כמו חוט, כבל, חבל או קורה מבנית עד לנקודה שבה הוא נשבר. המדידה מתייחסת לכמות הלחץ המקסימלית לפני שבירה, הנמדדת בדרך כלל ב-Psi.
חוזק לחיצה
ניתן להתייחס לחוזק המתיחה כהתנגדות שמציעה מתכת נגד כוח מעיכה שפועל עליה. במילים פשוטות, נוכל לקשר את זה גם לקשיות החומר. בעיקר, חוזק המתיחה של החומר נמדד ב-Psi; בינתיים, ניתן להשתמש בסולם Mohs גם כדי למדוד את חוזק הלחיצה של חומר. בסולם יש דירוג מ-0 עד 10, כאשר 0 מציין את הנקודה הרכה ביותר ו-10 מציין את הקשה ביותר. למשל, חוזק הלחיצה של יהלום הוא 10 בסולם Mohs, מה שאומר שיהלום הוא אחד החומרים הקשים ביותר. יחד עם זאת, חוזק לחיצה הוא גם תכונה חיונית של חומר הציוד.
חוזק תשואה
ניתן להתייחס לחוזק התפוקה של מתכת כתכונה המתנגדת לעיוות או כיפוף קבועים במתכת זו בעת הפעלת לחץ. עבור מהנדסי מבנים, חוזק התשואה הוא משמעותי. כאשר הלחץ מוחל על מתכת, היא מתחילה להתכופף; במצב אלסטי, העיוות במתכת ניתן לשחזור, והחומר חוזר לצורתו המקורית. עם זאת, לאחר המצב האלסטי, הלחץ גורם לעיוות קבוע במתכת במקום שבו הוא מגיע למצב הפלסטי. חוזק התפוקה של מתכת נמדד במגה פסקל (MPa).
כוח ההשפעה
זה מכונה היכולת של חומר לעמוד בעומס ההשפעה מבלי להתנפץ. מכיוון שאנו יודעים שליהלום יש ציון של 10 בסולם Mohs, אך הוא עלול להתנפץ אם מכים אותו בפטיש. מצד שני, ניתן להכות את הפלדה מבלי להתנפץ.
סגסוגות לעומת מתכות טבעיות
רוב המתכות שנדון בהן היום אינן מתכות טהורות; במקום זאת, אלו הן סגסוגות שנותרו שילובים של מתכות טהורות. אכן, סגסוגות נועדו להוסיף תכונות של מתכות טהורות, מה שהופך אותן לחזקות יותר. כדוגמה, פלדה היא שילוב של ברזל ופחמן. ללא ספק, פלדה היא בעלת חוזק משופר, אשר לא מוחזק על ידי הברזל בלבד או פחמן. מטלורגים מייצרים סגסוגות של רוב המתכות, ויש להם מקום ברשימות של המתכת החזקה ביותר. לפיכך, נקרא להן מתכות מכיוון שהן עדיין עשויות ביסודן ממתכות טבעיות.
המטאל החזק בעולם
כאן אנו חוקרים את עשרת המתכת החזקה בעולם:
פלדת פחמן
פלדת פחמן הייתה אחת הסגסוגות הנפוצות במשך מאות שנים. סגסוגת זו מתקבלת באמצעות פחמן וברזל, והשילוב מציע חוזק חסר תקדים נגד מתחים. זה לא יהיה שגוי לומר שאנו מוצפים מהמוצרים המכילים פלדת פחמן כמרכיב בסיסי. להלן המאפיינים החיוניים של פלדת פחמן:
- חוזק התפוקה של סגסוגת זו הוא 260 MPa.
- יש לו חוזק מתיחה של 580 מואה.
- הערך של סגסוגת זו בסולם Mohs הוא 6.
- החומר בעל עמידות בפני פגיעה גבוהה.
סגסוגת פלדה-ברזל-ניקל
באופן כללי, ערבוב ניקל עם פלדת פחמן מוסיף למתיחה וחוזק התפוקה של סגסוגת זו. תכונות אלה אפילו טובות יותר מפלדת פחמן ישנה רגילה. לדוגמה, חוזק התפוקה של סגסוגת זו הוא 1420 MPa, וחוזק המתיחה נשאר על 1460 MPa.
פלדת אל - חלד
פלדת אל - חלד היא שוב אחת הסגסוגות המיוחדות והנפוצות. בעיקר, הוא מורכב ממגנזיום, פלדה וכרום. התערובת סוללת את הדרך למאפיינים מדהימים כמו עמידות מעולה בפני קורוזיה. לכן, המאפיינים של החומר הזה הופכים אותו למתאים באופן משמעותי לפעולות חריטה וכרסום. בינתיים, המאפיינים של חומר זה הם להלן:
- חוזק התפוקה של חומר זה הוא 1560 MPa.
- יש לו חוזק מתיחה של 1600 MPa.
- פלדת אל חלד מציעה עמידות בפני פגיעה גבוהה.
- הציון של מתכת זו עשוי לנוע בין 5.5 ל-6.3 בסולם Mohs.
ווֹלפרָם
טונגסטן היא מתכת מפורסמת מאוד שכונתה קודם לכן כוולפרם. היא נשארת המתכת בעלת הערך הגבוה ביותר של חוזק מתיחה בהשוואה לכל מתכת הקיימת באופן טבעי. אבל לא רצוי להשתמש בו בצורתו הטבעית מכיוון שיש לו תכונה של שבירות, יחד עם היותו פגיע להתנפצות תחת עומס פגיעה. זו הסיבה שטונגסטן מסוגג עם מתכות/סגסוגות שונות כדי להשיג תכונות חזקות יותר. לפיכך, להלן המאפיינים של חומר זה:
- יש לו חוזק מתיחה של 1725 MPa.
- חוזק התפוקה של חומר זה הוא 750 MPa.
- יש לו התנגדות השפעה נמוכה.
- הוא מקבל דירוג של 7.5 בסולם הקשיות של Mohs.
טונגסטן קרביד
כבר הסברנו כי טונגסטן הוא באופן טבעי חומר שביר מאוד ובדרך כלל צריך להיות בו סגסוגת כדי להשיג את התכונות הנדרשות. שילוב של טונגסטן עם קרביד מייצר טונגסטן קרביד המציע תוצאות משופרות. הקשיות של חומר זה אידיאלית לשימוש בכלים חדישים כמו להבי מסור עגול, מקדחים ואחרים. לפיכך, היה יישום עצום של סגסוגת זו ב עיבוד CNC תַעֲשִׂיָה. להלן המאפיינים של חומר זה:
- חוזק התפוקה של חומר זה נע בין 300 ל-100 MPa.
- חוזק המתיחה נשאר בין 500 ל-1500 MPa.
- הוא מציע עמידות בפני השפעה גבוהה.
- אחת מסגסוגת המתכות הקשות ביותר עם קריאה של 9 עד 9.5 בסולם Mohs.
טִיטָן
טִיטָן היא גם אחת המתכות החזקות והמתכות בשימוש נרחב בתעשייה האווירית. לצורה הטהורה של טיטניום יש חוזק תפוקה נמוך יותר שנע בין 275 ל-580 MPa. זו הסיבה שטיטניום בדרך כלל מסגסוגת כדי לייצר גרסאות חזקות יותר. יש לו את המאפיינים הבאים:
- יש לו חוזק מתיחה של 980 MPa.
- יש לו ערך של 6 בסולם קשיות Mohs
- חוזק התפוקה של סגסוגות טיטניום יכול להגיע ל-1200 MPa.
טיטניום אלומיניד
טיטניום אלומיניד ידוע גם בשם גמא טיטניום אלומיניד, המורכב מטיטניום ואלומיניום, יחד עם תוספת ונדיום. סגסוגות טיטניום אלומיניד יכולות לתפקד טוב מאוד גם בטמפרטורות גבוהות ולהתחרות בסגסוגות על בסיס ניקל מבחינת חוזק. יחד עם זאת, משקלם יכול להיות נמוך, מה שהופך אותם למתאימים לשימוש עבור להבי טורבינה. חוזק המתיחה של סגסוגת זו הוא 880 MPa, וחוזק התפוקה הוא 800 MPa.
סגסוגת מגנזיום
אחרון חביב, יש לנו את השם של סגסוגות מגנזיום ברשימה. באופן מפתיע, מדענים מתנסים עוד יותר עם סגסוגות מגנזיום כדי ליצור סגסוגות שונות. עד עכשיו, סגסוגות מגנזיום כבר נחשבו למתכות הקלות והחזקות בעולם. למען הפרוטוקול, סגסוגות מגנזיום קלות יותר מסגסוגות אלומיניום וחזקות מסגסוגות טיטניום. אם מתכת זו מנוצלת בתעשיית הרכב, היא יכולה לחסוך 40% של דלק מבלי לשנות את המנוע.
אינקונל
Inconel אינו מפורסם כמו סגסוגות אחרות; עם זאת, היא נותרה אחת מ-10 המתכות החזקות ביותר. Inconel מורכב בעיקרו מכרום, ניקל ואוסטניט. בין תכונות משמעותיות אחרות של סגסוגת-על זו, הפונקציונליות הרגילה והחוזק המכוונן שלה בתנאים קיצוניים כמו תנאי טמפרטורה גבוהים עומדים על יוצאי דופן. בשל יכולת זו, Inconel נחשבת לאחת הבחירות הטובות ביותר עבור טורבינות מהירות וכורים גרעיניים.
- חוזק המתיחה של סגסוגת מיוחדת זו הוא 1103 MPa.
- חוזק התפוקה של Inconel הוא 758 MPa.
כְּרוֹם
בהיותו שביר מאוד בטבעו, הוא נשאר לעתים קרובות קשה לשימוש מבלי לסיג אותו עם כמה מתכות אחרות כדי לחזק אותו ולקבל את הווריאציות הרצויות. עם זאת, במצבו הטבעי, הכרום מבריק ונאמר שהוא בין המתכות החזקות ביותר, ומועדף לציפוי אלקטרוני.
- חוזק המתיחה של כרום הוא 418 MPa.
- חוזק התפוקה שלו הוא 316 MPa
- יש לו דירוג של 9 בסולם קשיות Mohs.
ציין את הצרכים שלך איתנו
למרות שאולי אין את המתכת החזקה בעולם, הכל תלוי ביישום המתכת המיועד שלך. לדוגמה, ביישום שבו חוזק תפוקה גבוה הוא קריטי, חוזק הלחיצה מיותר ואינו רלוונטי. לכן אנו נוקטים בגישה מייעצת עם לקוחותינו.
בְּ Runsom דיוק, אנו שואפים להבין לא רק מה הלקוחות שלנו רוצים, אלא גם מה הם חושבים שאי אפשר להשיג. דבר עם הצוות שלנו היום כדי לגלות איזו מתכת מתאימה ביותר לפרויקט או למטרה הסופית או סתם שלח לנו את הצעת המחיר שלך באינטרנט.
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם: