Ученым и инженерам полезно группировать металлы от самых прочных до самых слабых, но главное препятствие для этого заключается в том, что прочность определяется несколькими свойствами. Имея это в виду, сталь и ее сплавы, как правило, возглавляют большинство списков по общей прочности. Вольфрам, как правило, номер один в списках, которые ограничены природными металлами, хотя титан является серьезным конкурентом. Ни один из этих металлов не является таким твердым, как алмаз, или таким же твердым, как графен, но эти структуры углеродной решетки не являются металлами.
Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной изготовления сплавов является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода и является гораздо более твердой, чем любой из двух ее элементарных компонентов. Металлурги создают сплавы большинства металлов, даже стали, и они входят в списки самых твердых металлов.
Поскольку очень много факторов объединяются для определения прочности металла, трудно упорядочить упорядоченный список от самого сильного до самого слабого. Следующий неупорядоченный список включает самые сильные в мире природные металлы и сплавы, но порядок будет меняться в зависимости от того, какое свойство считается наиболее важным.
Углеродистая сталь – этот общий сплав железа и углерода выпускается веками и имеет высокие оценки по всем четырем качествам, определяющим прочность. Он имеет предел текучести 260 мегапаскаль (МПа) и предел прочности на разрыв 580 МПа. Он набрал около 6,0 баллов по шкале Мооса и обладает высокой ударопрочностью.
Сплав сталь-железо-никель. Существует несколько разновидностей этого сплава, но в целом легирование углеродистой стали никелем увеличивает предел текучести до 1420 МПа и предел прочности на разрыв до 1460 МПа. Такой сплав находит применения в различных прочных конструкциях, например, плиты перекрытия пно могут иметь арматуру из подобного материала.
Нержавеющая сталь - сплав стали, хрома и марганца производит коррозионно-стойкий металл с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.
Вольфрам. Обладая самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов, вольфрам часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. Вольфрам, однако, хрупок и разрушается при ударе.
Карбид вольфрама – сплав вольфрама и углерода, этот материал обычно используется для инструментов с режущими кромками, таких как ножи, дисковые пилы и сверла. Вольфрам и его сплавы имеют типичный предел текучести от 300 до 1000 МПа и предел прочности на разрыв от 500 до 1050 МПа.
Титан – этот природный металл имеет самое высокое отношение прочности на разрыв к плотности из всех металлов, что делает его, фунт к фунту, прочнее, чем вольфрам. Однако по шкале твердости по Моосу она ниже. Титановые сплавы прочны и легки и часто используются в аэрокосмической промышленности.
Алюминий титана – это сплав титана, алюминия и ванадия, имеющий предел текучести 800 МПа и предел прочности на разрыв 880 МПа.
Инконель – суперсплав аустенита, никеля и хрома, инконель сохраняет свои сильные стороны в экстремальных условиях и высоких температурах, что делает его пригодным для высокоскоростных турбин и ядерных реакторов.
Хром. Если вы определяете прочность металла просто исходя из его прочности, тогда хром, который набирает 9,0 балла по шкале Мооса, возглавит ваш список. Сам по себе он не такой прочный, как другие металлы, с точки зрения текучести и прочности на разрыв, но его часто добавляют в сплавы, чтобы сделать их более твердыми.
Железо – один из компонентов стали, а также производителей металла и инструментов для производителей на протяжении веков, железо дополняет список самых сильных металлов в мире. Чугун оценивается примерно в 5 баллов по шкале Мооса, а его предел текучести и прочность на разрыв составляют примерно 246 и 414 МПа соответственно.
© digitrode.ru