科学者やエンジニアにとって、金属を最も強いものから最も弱いものへとグループ化することは有用ですが、これを有意義に行うことの主な障害は、強度がいくつかの特性によって定義されることです。 これを念頭に置いて、鋼とその合金は通常、一般的な強度のリストのトップにあります。 タングステンは競争相手ですが、一般的に天然金属に限定されたリストの第1位です。 これらの金属はどれもダイヤモンドほど硬くなく、グラフェンほど丈夫ではありませんが、これらの炭素格子構造は金属ではありません。
4つの強度決定要因
金属の強度を評価するときは、次の4つの性質のいずれかについて話している可能性があります。
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抗張力 金属が引き離されるのにどれだけ抵抗するかの尺度です。 クッキー生地とシリーパティーはどちらも引張強度が低いのに対し、グラフェンはこれまでに記録された中で最も高い引張強度の1つです。
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圧縮強度 または硬度は、材料が一緒に圧迫されるのにどれだけ抵抗するかを測定します。 これを決定する1つの方法は、モース硬度を使用することです。値は0から10で、10が最も困難です。
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降伏強さ 特定の金属のロッドまたはビームが曲げや永久変形にどれだけ耐えるかを指します。 これは、構造エンジニアにとって重要な手段です。
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衝撃強度 粉々になることなく衝撃に耐える材料の能力です。 ダイヤモンドはモース硬度で10イオンを獲得しますが、ハンマーで叩くと粉々になる可能性があります。 鋼はダイヤモンドほど硬くはありませんが、簡単に粉砕することはできません。
合金対。 天然金属
合金は金属の組み合わせであり、合金を作る主な理由は、より強い材料を製造することです。 最も重要な合金は鋼です。これは鉄と炭素の組み合わせであり、2つの元素成分のいずれよりもはるかに硬いものです。 冶金学者は、ほとんどの金属、さらには鋼の合金を作成し、それらは最も硬い金属のリストに含まれています。
最強の金属のリスト
非常に多くの要因が組み合わさって金属の強度を定義するため、最も強いものから最も弱いものへと順序付けられたリストを配置することは困難です。 次の順序付けられていないリストには、世界最強の天然金属および合金が含まれていますが、どのプロパティが最も重要であると見なされるかによって順序が変わります。
炭素鋼 –この鉄と炭素の一般的な合金は何世紀にもわたって製造されており、強度を定義する4つの品質すべてで高いスコアを獲得しています。 降伏強度は260メガパスカル（Mpa）、引張強度は580Mpaです。 モース硬度で約6.0のスコアであり、耐衝撃性に優れています。
鋼-鉄-ニッケル合金 –この合金にはいくつかのバリエーションがありますが、一般に、炭素鋼をニッケルと合金化すると、降伏強度が最大1,420 MPaに、引張強度が最大1,460Mpaに増加します。
ステンレス鋼 - 鋼、クロム、マンガンの合金は、最大1,560Mpaの降伏強度と最大1,600Mpaの引張強度を備えた耐食性金属を生成します。 すべてのタイプの鋼と同様に、この合金は耐衝撃性が高く、モース硬度で中程度のスコアを示します。
タングステン –天然に存在する金属の中で最も高い引張強度を備えたタングステンは、多くの場合、鋼や他の金属と組み合わされて、さらに強力な合金を作成します。 しかし、タングステンはもろく、衝撃で粉々になります。
炭化タングステン –タングステンとカーボンの合金で、この材料は、ナイフ、丸鋸刃、ドリルビットなどの刃先のある工具に一般的に使用されます。 タングステンとその合金の典型的な降伏強度は300〜1,000 Mpaで、引張強度は500〜1,050Mpaです。
チタン –この天然に存在する金属は、どの金属よりも引張強度と密度の比が最も高いため、タングステンよりもパウンドフォーパウンドの強度があります。 ただし、モース硬度ではスコアが低くなります。 チタン合金は丈夫で軽量であり、航空宇宙産業でよく使用されます。
チタンアルミアルミ –このチタン、アルミニウム、バナジウムの合金は、800Mpaの降伏強度と880Mpaの引張強度を持っています。
インコネル –オーステナイト、ニッケル、クロムの超合金であるインコネルは、極端な強度を維持します 条件と高温により、高速タービンや原子炉に適しています アプリケーション。
クロム– 金属の強度を単純にその硬さに基づいて定義すると、モース硬度で9.0のスコアを持つクロムがリストのトップになります。 それ自体は、降伏強度や引張強度の点で他の金属ほど強力ではありませんが、合金に添加して硬くすることがよくあります。
鉄– 鉄鋼の構成要素の1つであり、時代を超えて工具や武器のメーカーにとって頼りになる金属である鉄は、世界で最も強力な金属のリストを完成させます。 鋳鉄のスコアはモース硬度で約5であり、その降伏強度と引張強度はそれぞれ約246Mpaと414Mpaです。