Mitkä ovat 10 vahvinta metallia maan päällä?

Tiedemiehille ja insinööreille on hyödyllistä ryhmitellä metallit vahvimmista heikoimpiin, mutta tärkein este tämän tarkoituksenmukaiselle tekemiselle on, että vahvuus määritellään useilla ominaisuuksilla. Tämä pitää mielessä, että teräs ja sen seokset ovat yleensä eniten listoja yleisen lujuuden saavuttamiseksi. Volframi on yleensä numero yksi luetteloissa, jotka rajoittuvat luonnonmetalleihin, vaikka titaani on läheinen kilpailija. Mikään näistä metalleista ei ole yhtä kovaa kuin timantti tai kovaa kuin grafeeni, mutta nämä hiilihiilirakenteet eivät ole metalleja.

Kun arvioit metallin lujuutta, voit puhua jostakin neljästä ominaisuudesta:

• Vetolujuus on mitta siitä, kuinka hyvin metalli vastustaa irtoamista. Keksi-taikinalla ja typerällä kitillä on molemmilla vetolujuus alhainen, kun taas grafeenilla on yksi kaikkien aikojen suurimmista vetolujuuksista.
  
• Puristuslujuus tai kovuus mittaa kuinka hyvin materiaali vastustaa puristamista yhteen. Yksi tapa selvittää tämä on käyttää Mohsin asteikkoa, jonka arvot ovat 0-10, 10 on vaikein.
  
instagram story viewer
• Tuotto voimaa viittaa siihen, kuinka hyvin tietyn metallin sauva tai palkki kestää taipumista ja pysyvää muodonmuutosta. Tämä on tärkeä toimenpide rakennesuunnittelijoille.
  
• Iskulujuus on materiaalin kyky vastustaa iskuja hajoamatta. Vaikka timantti saa 10 ionin Moh-asteikon, se voi särkyä, jos isku iskee vasaraan. Teräs ei ole kovaa kuin timantti, mutta sitä ei voi murskata helposti.
  

Seokset ovat metallien yhdistelmiä, ja pääasiallinen syy seosten valmistukseen on tuottaa vahvempaa materiaalia. Tärkein seos on teräs, joka on raudan ja hiilen yhdistelmä ja on paljon kovempaa kuin kumpikaan sen kahdesta alkuaineosasta. Metallurgit luovat useimpien metallien, jopa teräksen, seoksia, ja ne kuuluvat kovimpien metallien luetteloihin.

Koska niin monet tekijät yhdistävät metallin lujuuden, on vaikea järjestää järjestettyä luetteloa vahvimmasta heikoimpaan. Seuraava järjestämätön luettelo sisältää maailman vahvimmat luonnonmetallit ja seokset, mutta järjestys muuttuisi sen mukaan, mitä ominaisuutta pidetään tärkeimpänä.

Hiiliteräs - Tämä tavallinen raudan ja hiilen seos on ollut tuotannossa vuosisatojen ajan, ja se on erittäin hyvä kaikille neljälle lujuutta määrittelevälle ominaisuudelle. Sen myötöraja on 260 mega paskalia (Mpa) ja vetolujuus 580 MPa. Se saavuttaa noin 6,0 Mohsin asteikolla ja on erittäin iskunkestävä.

Teräs-rauta-nikkeliseos - Tätä seosta on muutamia muunnelmia, mutta yleensä seostamalla hiiliterästä nikkelillä, myötöraja kasvaa jopa 1420 MPa: iin ja vetolujuus jopa 1460 Mpa: iin.

Ruostumaton teräs - Teräksen, kromin ja mangaanin seos tuottaa korroosionkestävää metallia, jonka myötölujuus on enintään 1 560 MPa ja vetolujuus on enintään 1 600 MPa. Kuten kaikki terästyypit, tämä seos on erittäin iskunkestävä ja saavuttaa keskitason Mohsin asteikolla.

Volframi - Luonnossa esiintyvän metallin suurimmalla vetolujuudella volframi yhdistetään usein teräksen ja muiden metallien kanssa vielä vahvempien seosten muodostamiseksi. Volframi on kuitenkin hauras ja murtuu iskujen aikana.

Volframikarbidi - volframin ja hiilen seosta, tätä materiaalia käytetään yleisesti leikkaavilla työkaluilla, kuten veitset, pyörösahanterät ja poranterät. Volframin ja sen seosten tyypilliset myötölujuudet ovat 300 - 1 000 MPa ja vetolujuudet 500 - 1 050 MPa.

Titaani - Tällä luonnossa esiintyvällä metallilla on kaikkien metallien suurin vetolujuuden ja tiheyden suhde, mikä tekee siitä puntaa-puntaa vahvemman kuin volframi. Se kuitenkin laskee Mohsin kovuusasteella. Titaaniseokset ovat vahvoja ja kevyitä, ja niitä käytetään usein ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.

Titaanialumiini - Tämän titaaniseoksen, alumiinin ja vanadiinin myötöraja on 800 MPa ja vetolujuus 880 MPa.

Inconel - Austeniitin, nikkelin ja kromin superseos, inconel säilyttää vahvuutensa äärimmäisissä olosuhteissa olosuhteissa ja korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä sopivan suurten nopeuksien turbiinille ja ydinreaktorille sovellukset.

Kromi - Jos määrität metallin lujuuden yksinkertaisesti sen kovuuden perusteella, kromi, jonka pisteet ovat 9,0 Mohsin asteikolla, ylittäisi listasi. Se ei sinänsä ole yhtä vahva kuin muut metallit saannon ja vetolujuuden suhteen, mutta se lisätään usein seoksiin niiden vaikeuttamiseksi.

Rauta - Yksi teräksen komponenteista ja työkalujen ja aseiden valmistajille tarkoitettu metalli kautta aikojen rauta täydentää luetteloa maailman vahvimmista metalleista. Valuraudan pisteet ovat noin 5 Mohsin asteikolla, ja sen saanto- ja vetolujuudet ovat vastaavasti noin 246 ja vetolujuutta.