10 อันดับโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

มีโลหะมากมายในโลก เช่น ไททาเนียม เหล็กและทังสเตน ถึงกระนั้น คำถามก็คือโลหะที่แข็งแกร่งที่สุด 10 อันดับแรกของโลกคืออะไร ดังนั้น ในบทความนี้ เราจะพยายามค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ เราจะสำรวจโลหะที่แข็งแกร่งที่สุด 10 อันดับแรกของโลก

มีเหตุผลหลายประการในการค้นหาโลหะที่แข็งแรงที่สุดในโลก นักออกแบบ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์พบว่าจำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติของโลหะจำเป็นและโลหะผสม เมื่อตระหนักถึงความเข้มแข็งของ โลหะ หรือโลหะผสมต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ การเลือกวัสดุควรถูกต้องตามลักษณะงานที่ต้องการจากวัสดุนั้นๆ ตัวอย่างเช่น หากเราคำนึงถึงเหล็ก ไม่มีวัสดุอื่นใดที่สามารถเอาชนะเหล็กได้ในด้านความแข็งแรงโดยรวม ในทางกลับกัน หากเราเปรียบเทียบความแข็งของวัสดุ ทังสเตนก็ยังไม่มีใครเทียบได้ ในเวลาเดียวกัน ไททาเนียมมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเหล็กและทังสเตนมาก

แม้ว่ากราฟจะแข็งกว่าและเพชรจะแข็งกว่า แต่เราจะจำกัดรายชื่อโลหะที่แข็งแกร่งที่สุด

คุณสมบัติของโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เมื่อเราพูดถึงความแข็งแรงของวัสดุ มีคุณสมบัติมากมายที่ยังคงใช้งานได้เพื่อให้ทราบถึงความแข็งแรง ดังนั้น ก่อนที่จะพูดถึงโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก ให้เราพิจารณาคุณสมบัติที่ส่งผลโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อความแข็งแรงของโลหะเหล่านี้:

ความต้านแรงดึง

เมื่อเราพูดถึงความต้านทานแรงดึง เราจะตรวจสอบการวัดแรงที่จำเป็นในการดึงบางอย่าง เช่น ลวด สายเคเบิล เชือก หรือคานโครงสร้างจนถึงจุดที่แตกหัก การวัดหมายถึงปริมาณความเค้นสูงสุดก่อนที่จะแตกหัก ซึ่งโดยทั่วไปจะวัดเป็น Psi

แรงอัด

ความต้านทานแรงดึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นความต้านทานของโลหะต่อแรงบีบที่กระทำต่อมัน พูดง่ายๆ ก็คือ เราสามารถเชื่อมโยงมันกับความแข็งของวัสดุได้ โดยหลักแล้ว ความต้านทานแรงดึงของวัสดุวัดเป็น Psi; ในขณะเดียวกัน สามารถใช้มาตราส่วน Mohs เพื่อวัดกำลังรับแรงอัดของวัสดุได้ บนมาตราส่วน มีการให้คะแนนตั้งแต่ 0 ถึง 10 โดยที่ 0 หมายถึงจุดที่อ่อนที่สุดและ 10 หมายถึงจุดที่ยากที่สุด เช่น กำลังรับแรงอัดของเพชรคือ 10 ในระดับ Mohs ซึ่งหมายความว่าเพชรเป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งที่สุด ในขณะเดียวกัน แรงอัดก็เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของวัสดุเครื่องมือด้วยเช่นกัน

ความแข็งแรงของผลผลิต

ความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะสามารถเรียกได้ว่าเป็นคุณสมบัติที่ต้านทานการเสียรูปถาวรหรือการดัดงอของโลหะนั้นเมื่อใช้ความเค้น สำหรับวิศวกรโครงสร้าง ความแข็งแรงของผลผลิตมีความสำคัญ เมื่อใช้แรงกดกับโลหะ โลหะจะเริ่มโค้งงอ ภายในสถานะยืดหยุ่น การเสียรูปในโลหะสามารถกู้คืนได้ และวัสดุจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม อย่างไรก็ตาม หลังจากสภาวะยืดหยุ่น ความเค้นทำให้เกิดการเสียรูปถาวรในโลหะเมื่อไปถึงสถานะพลาสติก ความแข็งแรงครากของโลหะมีหน่วยเป็นเมกะปาสคาล (MPa)

แรงกระแทก

เรียกว่าความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงกระแทกโดยไม่ทำให้แตกเป็นเสี่ยง เนื่องจากเรารู้ว่าเพชรมีคะแนน 10 ในระดับ Mohs แต่สามารถแตกได้หากใช้ค้อนทุบ ในทางกลับกัน เหล็กสามารถทุบได้โดยไม่ทำให้แตก

โลหะผสมกับโลหะธรรมชาติ

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.

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

เราสำรวจโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก 10 อันดับแรก:

  1. เหล็กกล้าคาร์บอน
    เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมานานหลายศตวรรษ โลหะผสมนี้ได้มาจากการใช้คาร์บอนและเหล็ก และการรวมกันนี้ทำให้มีความแข็งแรงเป็นประวัติการณ์ต่อความเค้น ไม่ผิดหรอกที่จะบอกว่าเราล้นหลามกับผลิตภัณฑ์ที่มีเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน นี่คือคุณสมบัติที่สำคัญของเหล็กกล้าคาร์บอน:
    • ความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสมนี้คือ 260 MPa
    • มีความต้านทานแรงดึง 580 Moa
    • ค่าของโลหะผสมนี้ในระดับ Mohs คือ 6
    • วัสดุมีความทนทานต่อแรงกระแทกสูง
  2. โลหะผสมเหล็ก - เหล็ก - นิกเกิล
    โดยทั่วไปแล้ว การผสมนิกเกิลกับเหล็กกล้าคาร์บอนจะเพิ่มความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสมนี้ คุณสมบัติเหล่านี้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาทั่วไป ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงครากของโลหะผสมนี้คือ 1420 MPa และความต้านทานแรงดึงยังคงอยู่ที่ 1460 MPa
  3. เหล็กกล้าไร้สนิม
    เป็นโลหะผสมพิเศษและใช้กันอย่างแพร่หลายอีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยแมกนีเซียม เหล็ก และโครเมียมเป็นหลัก ส่วนผสมนี้ปูทางไปสู่คุณลักษณะอันน่าทึ่ง เช่น ความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ดังนั้น คุณสมบัติของวัสดุนี้จึงเหมาะสมอย่างมากสำหรับการกลึงและการกัด ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติของวัสดุนี้อยู่ด้านล่าง:
    • ความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุนี้คือ 1560 MPa
    • มีความต้านทานแรงดึง 1600 MPa
    • สแตนเลสมีความทนทานต่อแรงกระแทกสูง
    • คะแนนของโลหะนี้อาจอยู่ในช่วง 5.5 ถึง 6.3 ในระดับ Mohs
  4. ทังสเตน
    ทังสเตนเป็นโลหะที่มีชื่อเสียงมากซึ่งก่อนหน้านี้เรียกว่าวุลแฟรม ยังคงเป็นโลหะที่มีค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดเมื่อเทียบกับโลหะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ไม่ควรใช้ในรูปแบบธรรมชาติเนื่องจากมีคุณสมบัติเปราะบาง รวมทั้งเสี่ยงต่อการแตกหักภายใต้แรงกระแทก เป็นสาเหตุที่ทำให้ทังสเตนผสมกับโลหะ/โลหะผสมต่างๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่แข็งแรงกว่า นี่คือคุณสมบัติของวัสดุนี้:
    • มีความต้านทานแรงดึง 1725 MPa
    • ความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุนี้คือ 750 MPa
    • มีความต้านทานแรงกระแทกต่ำ
    • ได้รับการจัดอันดับเป็น 7.5 ในระดับความแข็ง Mohs
  5. ทังสเตนคาร์ไบด์
    เราได้อธิบายไปแล้วว่าทังสเตนเป็นวัสดุที่เปราะบางและมักจะต้องผสมเพื่อให้ได้คุณสมบัติตามที่ต้องการ การรวมทังสเตนกับคาร์ไบด์ทำให้เกิดทังสเตนคาร์ไบด์ที่ให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น ความแข็งของวัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในเครื่องมือล้ำสมัย เช่น ใบเลื่อยวงเดือน ดอกสว่าน และอื่นๆ ดังนั้นจึงมีการใช้โลหะผสมนี้อย่างมากใน เครื่องจักรกลซีเอ็นซี อุตสาหกรรม. ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติของวัสดุนี้:
    • ความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุนี้มีตั้งแต่ 300 ถึง 100 MPa
    • ความต้านทานแรงดึงยังคงอยู่ระหว่าง 500 ถึง 1500 MPa
    • มีความทนทานต่อแรงกระแทกสูง
    • หนึ่งในโลหะผสมที่แข็งที่สุดด้วยการอ่าน 9 ถึง 9.5 ในระดับ Mohs
  6. ไทเทเนียม
    ไทเทเนียมยังเป็นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดชนิดหนึ่งและเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ไททาเนียมที่บริสุทธิ์มีความแข็งแรงของผลผลิตที่ต่ำกว่าตั้งแต่ 275 ถึง 580 MPa เป็นเหตุผลที่มักจะนำไททาเนียมมาอัลลอยเพื่อผลิตเวอร์ชันที่แข็งแรงกว่า มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
    • มีความต้านทานแรงดึง 980 MPa
    • มีค่า 6 ในระดับความแข็ง Mohs
    • ความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสมไทเทเนียมสามารถเข้าถึง 1200 MPa
  7. ไทเทเนียมอลูมิไนด์
    ไททาเนียมอะลูมิไนด์เรียกอีกอย่างว่าแกมมาไททาเนียมอลูมิไนด์ซึ่งประกอบด้วยไททาเนียมและอลูมิเนียมพร้อมกับการเติมวาเนเดียม โลหะผสมไทเทเนียมอะลูมิไนด์สามารถทำงานได้ดีแม้ในอุณหภูมิสูง และแข่งขันกับโลหะผสมนิกเกิลในแง่ของความแข็งแรง ในขณะเดียวกัน น้ำหนักก็อาจต่ำ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้กับใบพัดกังหัน ความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมนี้คือ 880 MPa และความแข็งแรงของผลผลิตคือ 800 MPa
  8. โลหะผสมแมกนีเซียม
    สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด เรามีชื่อแมกนีเซียมอัลลอยด์อยู่ในรายการ น่าแปลกที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทดลองเพิ่มเติมกับแมกนีเซียมอัลลอยด์เพื่อสร้างโลหะผสมที่แตกต่างกัน ถึงตอนนี้ แมกนีเซียมอัลลอยด์ถือเป็นโลหะที่เบาและแข็งแรงที่สุดในโลกแล้ว สำหรับสถิติ แมกนีเซียมอัลลอยด์มีน้ำหนักเบากว่าโลหะผสมอะลูมิเนียมและแข็งแรงกว่าโลหะผสมไทเทเนียม หากมีการใช้โลหะนี้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ จะสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 40% โดยไม่ต้องดัดแปลงเครื่องยนต์
  9. อินโคเนล
    Inconel ไม่ได้มีชื่อเสียงเท่าโลหะผสมอื่นๆ อย่างไรก็ตาม มันยังคงเป็นหนึ่งใน 10 โลหะที่แข็งแกร่งที่สุด อินโคเนลประกอบด้วยโครเมียม นิกเกิล และออสเทนไนต์เป็นหลัก ท่ามกลางคุณสมบัติที่สำคัญอื่นๆ ของซูเปอร์อัลลอยนี้ ฟังก์ชันการทำงานปกติและความแข็งแกร่งที่ปรับใหม่ได้ในสภาวะที่รุนแรง เช่น สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงนั้นมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ ด้วยความสามารถนี้ Inconel ถือเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับกังหันความเร็วสูงและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
    • ความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมพิเศษนี้คือ 1103 MPa
    • กำลังครากของ Inconel คือ 758 MPa
  10. โครเมียม
    เนื่องจากมีความเปราะบางในธรรมชาติ จึงมักใช้งานได้ยากโดยไม่ต้องผสมกับโลหะอื่นๆ เพื่อให้แข็งแรงขึ้นและได้รูปแบบที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ในสภาพธรรมชาติ โครเมียมมีความแวววาวและกล่าวว่าเป็นโลหะที่แข็งแรงที่สุด และเป็นที่นิยมสำหรับการชุบด้วยไฟฟ้า
    • ความต้านทานแรงดึงของโครเมียมคือ 418 MPa
    • ความแข็งแรงของผลผลิตคือ 316 MPa
    • มีคะแนน 9 ในระดับความแข็งของ Mohs