Beste svaret
Det generelle begrepet «styrke» omfatter et bredt spekter av konsepter. Grovt sett er det vanligvis oppfattet som «flytegrense» … belastningen som får en komponent til å begynne å gjennomgå permanent plastisk deformasjon. (dvs. når lasten fjernes, slapper ikke deformasjonen av og komponenten går ikke tilbake til sin opprinnelige form.) Det mest typiske målet på dette er elastikkmodulen (noen ganger kalt Youngs modulus), og er hellingen til lineær del av «spenning-belastningskurven» i strekkbelastning. For dette tiltaket kan man sammenligne en rekke materialer … Gull og bly er veldig myke og duktile. De har en modul på omtrent 2 millioner psi (eller, hvis du foretrekker metrisk, 14 GPa … giga-pascal). Sølv er litt sterkere … 11 millioner psi (75 GPa). Kobber og det er legeringer på ca 16 Mpsi (110 GPa). Stål av jern og vanlig karbon har omtrent 30 Mpsi (205 GPa) … omtrent dobbelt så mye modul som kobber og dets legeringer. Sammenlign disse nå med wolfram (60 Mpsi / 400 GPa). Wolfram er ekstremt «sterk» i strekkbelastning … effektivt to ganger motstanden mot strekkdeformasjon som den for jern og de fleste vanlige karbonstål. Og diamant har omtrent dobbelt så sterk styrke som wolfram … 120 millioner psi, over 800 GPa). Det skal imidlertid bemerkes at det er en generell regel innen materialvitenskap at «du ikke får noe for ingenting.» Når det gjelder styrke, betyr dette at når styrken øker, går duktiliteten ned. Svært sterke materialer også har en tendens til å være veldig sprø. Dette gjør det veldig vanskelig å jobbe med ekstremt sterke materialer. Man «forkjøler ikke» wolfram veldig mye. I utgangspunktet må du kaste den i en nesten nettform, eller deretter hugge eller skjære den i ønsket form. Og hvis en sprekk skulle utvikle seg i en sprø struktur, vil den ha en tendens til å bli veldig «utilgivelig». (Moder Natur ser ut til å elske små sprekker i veldig sterke materialer. Stress samles rundt dem som bobiler rundt et bål … og de ser alltid ut til å synge den samme sangen … «London Bridge er Falling Down, Falling Down, Falling Down!»). Det designingeniører faktisk elsker er «seighet». Et mer esoterisk konsept som prøver å balansere styrke (motstand til deformasjon) med duktilitet (motstand mot sprekkform ation og forplantning). Dette er en av tingene som gjør stål så allsidig. Den kombinerer et anstendig høyt nivå av strekkfasthet (mye sterkere enn kobber, messing, bronse eller aluminium og legeringer), med en motstand mot sprekker som er mye større enn for eksempel wolfram og andre superharde materialer. Legg til dette den meget utbredte tilgjengeligheten og den lave prisen på jern, og den enkle bruken av dens «egenskaper kan manipuleres med legeringskjemi, varmebehandling og kaldt arbeid, og det fungerer virkelig som en slags» allsidig teknisk materiale. «. Ja, det er» sterkere legeringer «. Hvis man begrenser seg til metaller i stedet for keramiske / ildfaste materialer som korund og diamant osv., Ville wolfram være en god utfordrer for meget høy motstand mot strekkbelastning. Men det er dyrt (omtrent $ 10 / lb.), Fryktelig tett (tett som gull … 19,3 g / cm3 … nesten tre ganger tettheten av stål), og den er ekstremt sprø. Ikke morsomt å jobbe med i det hele tatt.
Svar
Hvilket metall er det sterkeste?
Du leter sannsynligvis etter en enkel nummerert liste over sterke metaller her, rangert fra sterkest til svakest. Dessverre vil du ikke få svar så lett. Først må vi bestemme hva slags styrke vi snakker om.
Når det gjelder metaller, kan styrke defineres på fire forskjellige måter.
Hva er det sterkeste metallet i verden?
Stål og legeringer topp listen over total styrke. Stål, legeringer av jern og andre metaller er mye vanskeligere enn noen type alene. Følgende er de sterkeste metaller i verden:
Karbonstål har et karboninnhold på opptil 2,1 vektprosent, en flytegrense på 260 megapascal (MPa) og en strekkfasthet på 580 MPa. De scorer omtrent 6 på Mohs-skalaen og er ekstremt støtende motstandsdyktig.
Maraging Steels er laget med 15-25 prosent nikkel og andre elementer (som kobolt, titan, molybden og aluminium) og et lavt karboninnhold. De har en flytegrense på mellom 1400 og 2400 MPa.
St ainless Steel , med flytegrense på opptil 1560 MPa og en strekkfasthet på opptil 1600 MPa, er laget med minimum 11 prosent krom og ofte kombinert med nikkel for å motstå korrosjon.
Verktøystål (brukes til å lage verktøy) er legert med kobolt og wolfram.
Inconel (en superlegering av austenitt, nikkel og krom) kan tåle ekstreme forhold og høye temperaturer.
Hva er det sterkeste ikke-legeringsmetallet i verden?
Mens de nevnte legeringene kan betraktes som sterkeste metaller i verden, følgende metaller er de sterkeste rene, ikke-legerte metaller:
Wolfram har den høyeste strekkfastheten på noe naturlig metall, men det er sprøtt og har en tendens til å knuses ved støt.
Titanium har en strekkfasthet på 63.000 PSI. -Forholdet mellom styrke og tetthet er høyere enn noe naturlig metall, til og med wolfram, men det skårer lavere på Mohs-hardhetsskalaen. Det er også ekstraordinært motstandsdyktig mot korrosjon.
Chromium , på Mohs-skalaen for hardhet, er det vanskeligste metallet rundt. Det scorer 9,0, men det er ekstremt sprøtt. Så med mindre det er kombinert med andre metaller, er det ikke veldig nyttig hvis du trenger utbytte og strekkfasthet.