Koji su 10 najjačih metala na zemlji?

Znanstvenicima i inženjerima korisno je grupirati metale od najsnažnijih do najslabijih, ali glavna prepreka da se to smisleno radi jest ta da je čvrstoća definirana s nekoliko svojstava. Imajući to na umu, čelik i njegove legure obično su na prvom mjestu popisa opće čvrstoće. Volfram je općenito broj jedan na popisima koji su ograničeni na prirodne metale, iako je titan bliski kandidat. Nijedan od ovih metala nije tako tvrd kao dijamant niti čvrst poput grafena, ali ove strukture ugljikove rešetke nisu metali.

Pri procjeni čvrstoće metala mogli biste govoriti o bilo kojoj od četiri osobine:

• Vlačna čvrstoća je mjera koliko dobro se metal odupire razdvajanju. Tijesto za kolačiće i glupi kit imaju malu vlačnu čvrstoću, dok grafen ima jednu od najvećih vlačnih čvrstoća ikad zabilježenih.
  
• Tlačna čvrstoća ili tvrdoća mjeri koliko se materijal odupire sabijanju. Jedan od načina da se to utvrdi je upotreba Mohsove skale, s vrijednostima od 0 do 10, pri čemu je 10 najteža.
  
• Čvrstoća popuštanja
  odnosi se na to koliko se šipka ili greda određenog metala odupire savijanju i trajnim deformacijama. Ovo je važna mjera za građevinske inženjere.
  
• Udarna čvrstoća je sposobnost materijala da se odupre udarcima bez drobljenja. Iako dijamant postiže 10 iona Mohove skale, može se razbiti ako ga udari čekić. Čelik nije tako tvrd kao dijamant, ali ne možete ga lako razbiti.
  

Legure su kombinacije metala, a glavni razlog za izradu legura je proizvodnja jačeg materijala. Najvažnija legura je čelik, koji je kombinacija željeza i ugljika i puno je tvrđi od bilo koje od dvije osnovne komponente. Metalurzi stvaraju legure većine metala, čak i čelika, i oni spadaju na popise najtvrđih metala.

Budući da se toliko faktora kombinira kako bi se definirala čvrstoća metala, teško je organizirati poredani popis od najjačih do najslabijih. Sljedeći nesređeni popis uključuje najjače svjetske prirodne metale i legure, ali redoslijed bi se mijenjao ovisno o tome koja se imovina smatra najvažnijom.

Ugljični čelik - Ova uobičajena legura željeza i ugljika proizvodi se stoljećima i postiže visoke ocjene za sve četiri osobine koje definiraju čvrstoću. Ima granicu popuštanja od 260 mega paskala (Mpa) i vlačnu čvrstoću od 580 Mpa. Dobiva oko 6,0 na Mohsovoj ljestvici i vrlo je otporan na udarce.

Legura čelik-željezo-nikal - Postoji nekoliko varijacija ove legure, ali općenito, legiranje ugljičnog čelika niklom povećava granicu tečenja na čak 1.420 MPa, a vlačnu čvrstoću na čak 1.460 Mpa.

Ne hrđajući Čelik - Legura čelika, kroma i mangana daje metal otporan na koroziju s granicom popuštanja do 1.560 Mpa i vlačnom čvrstoćom do 1.600 Mpa. Kao i sve vrste čelika, ova je legura vrlo otporna na udarce i postiže srednji raspon na Mohsovoj ljestvici.

Volfram - Uz najveću vlačnu čvrstoću od bilo kojeg metala koji se javlja u prirodi, volfram se često kombinira s čelikom i drugim metalima kako bi se stvorile još čvršće legure. Volfram je, međutim, krhak i razbija se pod udarom.

Volfram karbid - Legura volframa i ugljika, ovaj se materijal obično koristi za alate s reznim rubovima, poput noževa, listova kružne pile i svrdla. Volfram i njegove legure imaju tipičnu granicu tečenja od 300 do 1.000 Mpa, a vlačne čvrstoće od 500 do 1.050 Mpa.

Titan - Ovaj prirodni metal ima najveći omjer vlačne čvrstoće i gustoće od bilo kojeg metala, što ga čini kilogramom za funtu jačim od volframa. Ipak je niži na Mohsovoj ljestvici tvrdoće. Titanove legure su jake i lagane i često se koriste u zrakoplovnoj industriji.

Titan aluminij - Ova slitina titana, aluminija i vanadija ima granicu popuštanja od 800 Mpa i vlačnu čvrstoću od 880 Mpa.

Inconel - Superlegura austenita, nikla i kroma, inconel zadržava svoje snage u ekstremnim uvjetima uvjetima i visokim temperaturama, što ga čini pogodnim za velike brzine turbina i nuklearni reaktor aplikacije.

Krom - Ako čvrstoću metala definirate jednostavno na temelju toga koliko je tvrd, tada bi vam na vrh stao krom koji na Mohsovoj ljestvici postiže ocjenu 9,0. Sam po sebi nije jak kao drugi metali u pogledu izdašnosti i vlačne čvrstoće, ali se često dodaje legurama kako bi ih učvrstio.

Željezo - Jedna od komponenata čelika i metala za proizvođače alata i oružja tijekom vijeka, željezo upotpunjuje popis najjačih metala na svijetu. Lijevano željezo ima oko 5 na Mohsovoj ljestvici, a njegova popustljivost i vlačna čvrstoća su oko 246, odnosno 414 Mpa.