Ini berguna bagi para ilmuwan dan insinyur untuk mengelompokkan logam dari yang paling kuat ke yang paling lemah, tetapi hambatan utama untuk melakukan hal ini secara bermakna adalah bahwa kekuatan ditentukan oleh beberapa sifat. Dengan mengingat hal ini, baja dan paduannya biasanya menempati urutan teratas untuk kekuatan umum. Tungsten umumnya nomor satu dalam daftar yang terbatas pada logam alami, meskipun titanium adalah pesaing dekat. Tak satu pun dari logam ini sekeras berlian atau sekuat graphene, tetapi struktur kisi karbon ini bukan logam.
Empat Penentu Kekuatan
Saat mengevaluasi kekuatan logam, Anda dapat membicarakan salah satu dari empat kualitas berikut:
-
Daya tarik adalah ukuran seberapa baik logam menolak ditarik terpisah. Adonan kue dan dempul konyol keduanya memiliki kekuatan tarik rendah, sedangkan graphene memiliki salah satu kekuatan tarik tertinggi yang pernah tercatat.
-
Kekuatan tekan atau kekerasan mengukur seberapa baik suatu bahan menolak diperas bersama-sama. Salah satu cara untuk menentukannya adalah dengan menggunakan skala Mohs, dengan nilai dari 0 hingga 10, dengan 10 adalah yang paling sulit.
-
Kekuatan hasil mengacu pada seberapa baik batang atau balok logam tertentu menahan deformasi permanen dan lentur. Ini adalah ukuran penting bagi insinyur struktur.
-
Kekuatan dampak adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan benturan tanpa pecah. Meskipun berlian mencetak 10 ion skala Moh, berlian itu bisa pecah jika dipukul oleh palu. Baja tidak sekeras berlian, tetapi Anda tidak dapat menghancurkannya dengan mudah.
Paduan Vs. Logam Alami
Paduan adalah kombinasi logam, dan alasan utama pembuatan paduan adalah untuk menghasilkan bahan yang lebih kuat. Paduan yang paling penting adalah baja, yang merupakan kombinasi dari besi dan karbon dan jauh lebih keras daripada salah satu dari dua komponen unsurnya. Ahli metalurgi membuat paduan dari sebagian besar logam, bahkan baja, dan mereka termasuk dalam daftar logam terkeras.
Daftar Logam Terkuat
Karena begitu banyak faktor yang digabungkan untuk menentukan kekuatan suatu logam, sulit untuk menyusun daftar urutan dari yang terkuat hingga terlemah. Daftar tidak berurutan berikut ini mencakup logam dan paduan alami terkuat di dunia, tetapi urutannya akan berubah tergantung pada properti mana yang dianggap paling penting.
Baja karbon – Paduan umum besi dan karbon ini telah diproduksi selama berabad-abad dan mendapat nilai tinggi untuk keempat kualitas yang menentukan kekuatan. Ini memiliki kekuatan luluh 260 mega pascal (Mpa) dan kekuatan tarik 580 Mpa. Ini skor sekitar 6,0 pada skala Mohs dan sangat tahan benturan.
Paduan Baja-Besi-Nikel – Ada beberapa variasi dari paduan ini, tetapi secara umum, paduan baja karbon dengan nikel meningkatkan kekuatan luluh hingga 1.420 MPa dan kekuatan tarik hingga 1.460 Mpa.
Besi tahan karat - Paduan baja, kromium dan mangan menghasilkan logam tahan korosi dengan kekuatan luluh hingga 1.560 Mpa dan kekuatan tarik hingga 1.600 Mpa. Seperti semua jenis baja, paduan ini sangat tahan benturan dan mendapat nilai menengah pada skala Mohs.
Tungsten – Dengan kekuatan tarik tertinggi dari semua logam alami, tungsten sering dikombinasikan dengan baja dan logam lain untuk membuat paduan yang lebih kuat. Tungsten rapuh, bagaimanapun, dan hancur di bawah dampak.
Tungsten karbida – Paduan tungsten dan karbon, bahan ini biasa digunakan untuk perkakas bermata tajam, seperti pisau, mata gergaji bundar, dan mata bor. Tungsten dan paduannya memiliki kekuatan luluh khas dari 300 hingga 1.000 Mpa dan kekuatan tarik dari 500 hingga 1.050 Mpa.
Titanium – Logam yang terbentuk secara alami ini memiliki rasio kekuatan tarik terhadap kepadatan tertinggi dari logam apa pun, yang membuatnya, pound-for-pound, lebih kuat dari tungsten. Namun, skornya lebih rendah pada skala kekerasan Mohs. Paduan titanium kuat dan ringan dan sering digunakan dalam industri kedirgantaraan.
Titanium aluminida – Paduan titanium, aluminium, dan vanadium ini, memiliki kekuatan luluh 800 Mpa dan kekuatan tarik 880 Mpa.
Inconel – Paduan super austenit, nikel, dan kromium, inconel mempertahankan kekuatannya secara ekstrem kondisi dan suhu tinggi, sehingga cocok untuk turbin berkecepatan tinggi dan reaktor nuklir aplikasi.
kromium – Jika Anda menentukan kekuatan logam hanya berdasarkan seberapa keras logam itu, maka kromium, yang mendapat skor 9,0 pada skala Mohs, akan menjadi yang teratas dalam daftar Anda. Dengan sendirinya, itu tidak sekuat logam lain dalam hal hasil dan kekuatan tarik, tetapi sering ditambahkan ke paduan untuk membuatnya lebih keras.
Besi – Salah satu komponen baja, dan logam pilihan untuk pembuat alat dan senjata sepanjang zaman, besi melengkapi daftar logam terkuat di dunia. Nilai besi cor sekitar 5 pada skala Mohs, dan kekuatan luluh dan tariknya masing-masing sekitar 246 dan 414 Mpa.