Legjobb válasz
Az “erősség” kifejezés sokféle fogalmat ölel fel. Nagyjából ezt általában “folyáshatárként” képzelik el … az a terhelés, amely miatt egy alkatrész tartósan képlékeny alakváltozásnak indul. (azaz amikor a terhelést eltávolítják, a deformáció nem lazul el, és az alkatrész nem tér vissza eredeti alakjához.) Ennek legjellemzőbb mértéke a rugalmassági modulus (amelyet néha Young modulusának hívnak), és ez a A “feszültség-alakváltozás görbe” lineáris része húzóterhelésnél. Ehhez a méréshez különféle anyagokat hasonlíthatunk össze … Az arany és az ólom nagyon puha és képlékeny. Kb. 2 millió psi (vagy ha inkább a metrikus, 14 GPa … giga-pascál). Az ezüst valamivel erősebb … 11 millió psi (75 GPa). Réz és körülbelül 16 Mpsi (110 GPa) ötvözetek. A vas- és egyszerű szénacélok körülbelül 30 Mpsi (205 GPa) … nagyjából kétszerese a réz és ötvözeteinek modulusának. Most hasonlítsa össze ezeket a volfrámmal (60 Mpsi / 400 GPa). A volfrám rendkívül “erős” a húzóterhelésben … gyakorlatilag kétszer nagyobb a húzó deformációval szembeni ellenálló képesség, mint a vas és a legtöbb egyszerű szénacél esetében. És a gyémántnak körülbelül kétszerese a volfrám erőssége … Meg kell azonban jegyezni, hogy az anyagtudományban van egy általános szabály, miszerint “nem kapsz semmit a semmiért”. Ami az erőt illeti, ez azt jelenti, hogy amint az erő növekszik, a hajlékonyság csökken. Nagyon erős anyagok is általában nagyon törékenyek. Ez megnehezíti a rendkívül erős anyagokkal való munkát. A volfrám általában nem “hideg munka”. Alapvetően csaknem hálószerű formába kell önteni, vagy akkor faragni vagy belevágni. kívánt alak. És ha egy repedés törékeny struktúrán belül kialakulhat, akkor az hajlamos lesz nagyon „könyörtelen” lenni. (Úgy tűnik, a Természet Anya nagyon szereti az apró repedéseket nagyon erős anyagokban. A stresszek úgy gyülekeznek körülöttük, mint a táborozók a máglya körül … és úgy tűnik, mindig ugyanazt a dalt éneklik … “A London Bridge Falling Down, Falling Down, Falling Down!”). Amit a mérnökök valójában szeretnek, az a “keménység”. Ezoterikusabb koncepció, amely megpróbálja egyensúlyba hozni az erőt (ellenállás alakváltozásig) alakíthatósággal (repedésállósággal szembeni ellenállás) és terjedése). Ez az egyik dolog, ami oly sokoldalúvá teszi az acélt. Kombinálja a tisztességes, magas szakítószilárdságot (sokkal erősebb, mint a réz, sárgaréz, bronz vagy alumínium és ötvözetei), és a repedésekkel szembeni ellenállást sokkal nagyobb, mint mondjuk a volfrám és más szuperkemény anyagok. Ehhez hozzá kell adni a vas igen széles körű elérhetőségét és alacsony árát, valamint azt a könnyűséget, amellyel “tulajdonságai manipulálhatók az ötvözetkémia, a hőkezelés és a hideg munka során, és ez valóban egyfajta” univerzális mérnöki anyagként szolgál “. “Igen, vannak” erősebb ötvözetek “. Ha valaki önmagát fémekre korlátozza, nem pedig kerámia / tűzálló anyagokra, például korundra vagy gyémántra stb., A volfrám jó versenyző lenne a húzófeszültséggel szembeni nagy ellenálló képességre. De drága (nagyjából 10 dollár / font), borzasztóan sűrű (sűrű, mint az arany … 19,3 g / cm3 … az acél sűrűségének majdnem háromszorosa), és rendkívül törékeny. Egyáltalán nem szórakoztató együtt dolgozni.
Válasz
Melyik fém a legerősebb?
Valószínűleg itt keres egy egyszerű számozott erős fém listát, a legerősebbtől a leggyengébbig. Sajnos nem fog ilyen könnyen választ kapni. Először meg kell határoznunk, hogy milyen erősségről beszélünk.
Ami a fémeket illeti, az erősség négyféleképpen határozható meg.
Mi a legerősebb fém a világon?
Acél és ötvözetek teteje az általános szilárdsági lista. Az acélok, vasötvözetek és más fémek sokkal nehezebbek, mint bármelyik típus önmagában. A következők a világ legerősebb fémjei:
A szénacélok széntartalma legfeljebb 2,1 tömegszázalék, folyási szilárdsága 260 megapascal (MPa) és szakítószilárdsága 580 MPa. A Mohs-skálán körülbelül 6-os eredményt értek el, és rendkívül nagy hatással vannak ellenáll.
Martenzites acélok 15-25\% nikkelből és egyéb elemekből (például kobalt, titán, molibdén és alumínium) készülnek és alacsony a szén-dioxid-tartalmuk. Hozamszilárdságuk 1400 és 2400 MPa között van.
St az ainless Steel , legfeljebb 1 560 MPa folyási szilárdsággal és 1600 MPa szakítószilárdsággal, legalább 11 százalék krómot tartalmaz, és gyakran nikkelrel kombinálva ellenáll a korróziónak.
A szerszámacélokat (amelyeket szerszámok készítésére használnak) kobalttal és volfrámmal ötvözik.
Az Inconel (ausztenit, nikkel és króm szuperötvözet) extrém körülményeket és magas hőmérsékleteket képes elviselni.
Mi a legerősebb ötvözetlen fém a világon?
Míg a fent említett ötvözetek a a világ legerősebb fémjei, a következő fémek a legerősebb tiszta, ötvözetlen fémek:
A volfrám szakítószilárdsága a legnagyobb bármilyen természetes fém, de törékeny és hajlamos az összetörésre.
A titán szakítószilárdsága 63 000 PSI. -erő-sűrűség aránya magasabb, mint bármely természetes fémnél, még volfrámnál is, de a Mohs-féle keménységi skálán alacsonyabb pontszámot mutat. Rendkívül ellenáll a korróziónak is.
A keménységű Mohs-skálán a króm a legnehezebb fém. Körülbelül 9,0, de rendkívül törékeny. Tehát, ha más fémekkel nem kombinálják, nem túl hasznos, ha hozamra és szakítószilárdságra van szüksége.