Кои са Топ 10 на най-силните метали на Земята?

Полезно е за учените и инженерите да групират металите от най-силните към най-слабите, но основната пречка да се направи това по смисъл е, че здравината се определя от няколко свойства. Като се има предвид това, стоманата и нейните сплави обикновено са на първо място в списъците за обща якост. Волфрамът обикновено е номер едно в списъците, които са ограничени до естествените метали, въпреки че титанът е близък претендент. Нито един от тези метали не е толкова твърд като диамант или толкова здрав като графен, но тези въглеродни решетъчни структури не са метали.

Когато оценявате якостта на метала, може да говорите за някое от четирите качества:

• Издръжливост на опън е мярка за това колко добре даден метал се противопоставя на разкъсване. Тестото за бисквитки и глупавият кит имат ниска якост на опън, докато графенът има една от най-високите якости на опън, регистрирани някога.
  
• Сила на натиск или твърдостта измерва колко добре материалът се противопоставя на притискането. Един от начините да се определи това е да се използва скалата на Mohs, със стойности от 0 до 10, като 10 е най-трудната.
  instagram story viewer
  
  
• Провлачване се отнася до това колко добре пръчка или греда от определен метал се противопоставят на огъване и трайна деформация. Това е важна мярка за строителните инженери.
  
• Сила на удар е способността на материала да устои на удар, без да се разбива. Въпреки че диамантът получава 10-йонна скала на Мох, той може да се счупи, ако бъде ударен от чук. Стоманата не е толкова твърда като диаманта, но не можете да я разбиете лесно.
  

Сплавите са комбинации от метали и основната причина за направата на сплави е производството на по-здрав материал. Най-важната сплав е стоманата, която е комбинация от желязо и въглерод и е много по-твърда от който и да е от двата елементарни компонента. Металурзите създават сплави от повечето метали, дори стомана, и те влизат в списъците на най-твърдите метали.

Тъй като толкова много фактори се комбинират, за да определят здравината на метала, е трудно да се организира подреден списък от най-силния до най-слабия. Следният неподреден списък включва най-силните природни метали и сплави в света, но редът ще се промени в зависимост от това кое свойство се счита за най-важно.

Въглеродна стомана - Тази обща сплав от желязо и въглерод се произвежда от векове и постига високи резултати за всичките четири качества, които определят якостта. Той има граница на провлачване 260 мегапаскала (Mpa) и якост на опън 580 Mpa. Резултатът е около 6,0 по скалата на Mohs и е силно устойчив на удар.

Сплав стомана-желязо-никел - Има няколко варианта на тази сплав, но като цяло, легирането на въглеродна стомана с никел увеличава границата на провлачване до 1420 МРа и якостта на опън до 1460 Mpa.

Неръждаема стомана - Сплав от стомана, хром и манган произвежда устойчив на корозия метал с граница на провлачване до 1560 Mpa и якост на опън до 1600 Mpa. Подобно на всички видове стомана, тази сплав е силно устойчива на удари и има среден клас по скалата на Mohs.

Волфрам - С най-високата якост на опън от всеки срещащ се в природата метал, волфрамът често се комбинира със стомана и други метали, за да създаде още по-здрави сплави. Волфрамът обаче е чуплив и се разбива при удар.

Волфрамов карбид - Сплав от волфрам и въглерод, този материал обикновено се използва за инструменти с режещи ръбове, като ножове, циркулярни дискове и свредла. Волфрамът и неговите сплави имат типична граница на добив от 300 до 1000 Mpa и якост на опън от 500 до 1050 Mpa.

Титан - Този срещащ се в природата метал има най-високото съотношение на якост на опън към плътност от всеки метал, което го прави по-силен от волфрам. Той обаче е с по-ниски резултати по скалата на твърдост по Моос. Титановите сплави са здрави и леки и често се използват в космическата индустрия.

Титанов алуминий - Тази сплав от титан, алуминий и ванадий има граница на провлачване 800 Mpa и якост на опън 880 Mpa.

Инконел - Суперасплав от аустенит, никел и хром, инконелът запазва силните си страни в екстремни условия условия и високи температури, което го прави подходящ за високоскоростни турбини и ядрен реактор приложения.

Хром - Ако определите якостта на даден метал само въз основа на това колко е твърд, тогава хромът, който е с 9,0 точки по скалата на Моос, ще оглави списъка ви. Сам по себе си той не е толкова силен, колкото другите метали по отношение на добива и якостта на опън, но често се добавя към сплавите, за да ги направи по-твърди.

Желязо - Един от компонентите на стоманата и металът за производство на инструменти и оръжия през вековете, желязото допълва списъка на най-силните метали в света. Чугунът е с оценка около 5 по скалата на Mohs, а неговата якост на добив и якост на опън е съответно около 246 и 414 Mpa.