Bilim adamları ve mühendisler için metalleri en güçlüden en zayıfa doğru gruplamak faydalıdır, ancak bunu anlamlı bir şekilde yapmanın önündeki en büyük engel, gücün çeşitli özelliklerle tanımlanmasıdır. Bunu akılda tutarak, çelik ve alaşımları genellikle genel mukavemet için çoğu listenin başında gelir. Titanyum yakın bir rakip olmasına rağmen, tungsten genellikle doğal metallerle sınırlı listelerde bir numaradır. Bu metallerin hiçbiri elmas kadar sert veya grafen kadar sağlam değildir, ancak bu karbon kafes yapıları metal değildir.
Dört Güç Belirleyici
Bir metalin gücünü değerlendirirken, dört özellikten herhangi biri hakkında konuşuyor olabilirsiniz:
-
Gerilme direnci bir metalin ayrılmaya ne kadar iyi direndiğinin bir ölçüsüdür. Kurabiye hamuru ve aptal macunun her ikisi de düşük gerilme mukavemetine sahipken, grafen şimdiye kadar kaydedilen en yüksek gerilme mukavemetlerinden birine sahiptir.
-
basınç dayanımı veya sertlik, bir malzemenin sıkıştırılmaya ne kadar iyi direndiğini ölçer. Bunu belirlemenin bir yolu, en zoru 10 olmak üzere, 0'dan 10'a kadar olan değerlerle Mohs ölçeğini kullanmaktır.
-
Akma dayanımı belirli bir metalin çubuk veya kirişinin bükülmeye ve kalıcı deformasyona ne kadar iyi direndiğini ifade eder. Bu, yapı mühendisleri için önemli bir önlemdir.
-
Darbe gücü bir malzemenin kırılmadan darbeye direnme yeteneğidir. Elmas Moh ölçeğinde 10 iyona sahip olmasına rağmen, bir çekiçle vurulursa paramparça olabilir. Çelik, elmas kadar sert değildir, ancak onu kolayca parçalayamazsınız.
Alaşımlar Vs. Doğal Metaller
Alaşımlar metallerin birleşimidir ve alaşım yapmanın temel nedeni daha güçlü bir malzeme üretmektir. En önemli alaşım, demir ve karbonun bir kombinasyonu olan ve iki temel bileşeninden çok daha sert olan çeliktir. Metalürji uzmanları, çoğu metalden, hatta çelikten alaşımlar yaratırlar ve bunlar en sert metaller listelerinde yer alırlar.
En Güçlü Metallerin Listesi
Bir metalin gücünü tanımlamak için pek çok faktör bir araya geldiğinden, en güçlüden en zayıfa doğru sıralı bir liste düzenlemek zordur. Aşağıdaki sırasız liste, dünyanın en güçlü doğal metallerini ve alaşımlarını içerir, ancak sıralama, hangi özelliğin en önemli olduğuna bağlı olarak değişecektir.
Karbon çelik – Bu yaygın demir ve karbon alaşımı yüzyıllardır üretiliyor ve gücü tanımlayan dört özelliğin tamamında yüksek puanlar alıyor. 260 mega paskal (Mpa) akma dayanımına ve 580 Mpa çekme dayanımına sahiptir. Mohs ölçeğinde yaklaşık 6.0 puan alır ve darbelere karşı oldukça dayanıklıdır.
Çelik-Demir-Nikel Alaşımı – Bu alaşımın birkaç varyasyonu vardır, ancak genel olarak, karbon çeliğinin nikel ile alaşımlanması, akma mukavemetini 1.420 MPa'ya ve çekme mukavemetini 1.460 Mpa'ya kadar artırır.
Paslanmaz çelik - Bir çelik, krom ve manganez alaşımı, 1.560 Mpa'ya kadar akma mukavemeti ve 1.600 Mpa'ya kadar çekme mukavemeti ile korozyona dayanıklı bir metal üretir. Tüm çelik türleri gibi, bu alaşım da darbelere karşı oldukça dayanıklıdır ve Mohs ölçeğinde orta düzeyde puan alır.
Tungsten – Doğal olarak oluşan herhangi bir metalin en yüksek gerilme mukavemetine sahip olan tungsten, daha da güçlü alaşımlar oluşturmak için genellikle çelik ve diğer metallerle birleştirilir. Ancak tungsten kırılgandır ve darbe altında paramparça olur.
Tungsten karbür – Bir tungsten ve karbon alaşımı olan bu malzeme, yaygın olarak bıçaklar, dairesel testere bıçakları ve matkap uçları gibi kesici kenarlı aletler için kullanılır. Tungsten ve alaşımları, 300 ila 1.000 Mpa arasında tipik akma mukavemetine ve 500 ila 1.050 Mpa arasında çekme mukavemetine sahiptir.
Titanyum - Bu doğal olarak oluşan metal, herhangi bir metalin en yüksek gerilme mukavemetine yoğunluk oranına sahiptir, bu da onu tungstenden daha güçlü yapar. Yine de Mohs sertlik ölçeğinde daha düşük puanlar alıyor. Titanyum alaşımları güçlü ve hafiftir ve genellikle havacılık endüstrisinde kullanılır.
titanyum alüminid – Bu titanyum, alüminyum ve vanadyum alaşımı, 800 Mpa akma mukavemetine ve 880 Mpa çekme mukavemetine sahiptir.
Inconel – Östenit, nikel ve kromdan oluşan bir süper alaşım olan inconel, gücünü aşırı derecede korur koşullar ve yüksek sıcaklıklar, yüksek hızlı türbinler ve nükleer reaktör için uygun hale getirir uygulamalar.
krom – Bir metalin gücünü basitçe ne kadar sert olduğuna göre tanımlarsanız, Mohs ölçeğinde 9,0 puan alan krom listenizin başında gelir. Tek başına, akma ve çekme mukavemeti açısından diğer metaller kadar güçlü değildir, ancak genellikle onları daha sert hale getirmek için alaşımlara eklenir.
Demir - Çeliğin bileşenlerinden biri olan ve çağlar boyunca alet ve silah üreticilerinin gözdesi olan demir, dünyanın en güçlü metalleri listesini tamamlıyor. Mohs ölçeğinde dökme demir yaklaşık 5 puan alır ve akma ve çekme mukavemetleri sırasıyla yaklaşık 246 ve 414 Mpa'dır.