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Der allgemeine Begriff „Festigkeit“ umfasst eine Vielzahl von Konzepten. Grob gesagt wird es normalerweise als „Streckgrenze“ verstanden … die Last, die bewirkt, dass ein Bauteil eine dauerhafte plastische Verformung erfährt. (dh wenn die Last entfernt wird, entspannt sich die Verformung nicht und das Bauteil kehrt nicht in seine ursprüngliche Form zurück.) Das typischste Maß hierfür ist der Elastizitätsmodul (manchmal als Young-Modul bezeichnet) und die Steigung des linearer Teil der „Spannungs-Dehnungs-Kurve“ bei Zugbelastung. Für diese Maßnahme kann man eine Vielzahl von Materialien vergleichen … Gold und Blei sind sehr weich und duktil. Sie haben einen Modul von etwa 2 Millionen psi (oder, wenn Sie bevorzugen metrische 14 GPa (Giga-Pascal). Silber ist etwas stärker … 75 GPa (11 Millionen psi). Kupfer und seine Legierungen etwa 110 GPa (16 Mpsi). Eisen- und Kohlenstoffstähle haben etwa 205 GPa (30 Mpsi) … ungefähr das Doppelte des Moduls von Kupfer und seinen Legierungen. Vergleichen Sie diese nun mit Wolfram (60 Mpsi / 400 GPa). Wolfram ist extrem „stark“ in der Zugbelastung … effektiv doppelt so widerstandsfähig gegen Zugverformung wie Eisen und die meisten Kohlenstoffstähle. Und Diamant hat ungefähr die doppelte Stärke von Wolfram (120 Millionen psi, über 800 GPa). Es sollte jedoch beachtet werden, dass es in der Materialwissenschaft eine allgemeine Regel gibt, dass „man nicht umsonst etwas bekommt“. In Bezug auf die Festigkeit bedeutet dies, dass die Duktilität mit zunehmender Festigkeit abnimmt. Sehr starke Materialien auch neigen dazu, sehr spröde zu sein. Dies macht das Arbeiten mit extrem starken Materialien sehr schwierig. Man „bearbeitet“ Wolfram im Allgemeinen nicht sehr kalt. Grundsätzlich muss man es in eine netznahe Form gießen oder es dann schnitzen oder in das schneiden gewünschte Form. Und sollte sich ein Riss innerhalb einer spröden Struktur entwickeln, wird er sehr „unversöhnlich“. (Mutter Natur scheint winzige Risse in sehr starken Materialien zu lieben. Um sie herum sammeln sich Spannungen wie Wohnmobile um ein Lagerfeuer … und sie scheinen immer das gleiche Lied zu singen … „London Bridge fällt herunter, fällt herunter, fällt herunter!“). Was Konstrukteure tatsächlich lieben, ist „Zähigkeit“. Ein esoterischeres Konzept, das versucht, Stärke (Widerstand) auszugleichen zur Verformung) mit Duktilität (Beständigkeit gegen Rissform ation und Vermehrung). Dies ist eines der Dinge, die Stahl so vielseitig machen. Es kombiniert eine anständige hohe Zugfestigkeit (viel stärker als Kupfer, Messing, Bronze oder Aluminium und seine Legierungen) mit einer Rissbeständigkeit, die viel größer ist als beispielsweise Wolfram und andere superharte Materialien. Hinzu kommt die weit verbreitete Verfügbarkeit und der niedrige Preis von Eisen sowie die Leichtigkeit, mit der seine „Eigenschaften mit Legierungschemie, Wärmebehandlung und Kaltumformung manipuliert werden können, und es dient wirklich als eine Art“ Allzweck-Konstruktionsmaterial „. Ja, es gibt“ stärkere Legierungen „. Wenn man sich eher auf Metalle als auf keramische / feuerfeste Materialien wie Korund und Diamant usw. beschränkt, wäre Wolfram ein guter Anwärter für eine sehr hohe Zugfestigkeit. Aber es ist teuer (ungefähr $ 10 / lb.), schrecklich dicht (dicht wie Gold … 19,3 g / cm3 … fast dreimal so dicht wie Stahl) und es ist extrem spröde. Es macht überhaupt keinen Spaß, damit zu arbeiten.
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Welches Metall ist das stärkste?
Sie suchen hier wahrscheinlich nach einer einfach nummerierten Liste starker Metalle, die von den stärksten bis zu den schwächsten bewertet werden. Leider werden Sie nicht so einfach eine Antwort erhalten. Zuerst müssen wir bestimmen, um welche Art von Stärke es sich handelt.
Wenn es um Metalle geht, kann die Stärke auf vier verschiedene Arten definiert werden.
Was ist das stärkste Metall der Welt?
Stahl und Legierungen oben Die Liste für die Gesamtfestigkeit. Stähle, Eisenlegierungen und andere Metalle sind viel härter als jeder andere Typ. Die folgenden Metalle sind die stärksten der Welt:
Kohlenstoffstähle haben einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 2,1 Gewichtsprozent, eine Streckgrenze von 260 Megapascal (MPa) und eine Zugfestigkeit von 580 MPa. Sie erreichen auf der Mohs-Skala etwa 6 Punkte und sind äußerst schlagfest -resistent.
Maraging-Stähle bestehen aus 15 bis 25 Prozent Nickel und anderen Elementen (wie Kobalt, Titan, Molybdän und Aluminium). und einen niedrigen Kohlenstoffgehalt. Sie haben eine Streckgrenze zwischen 1400 und 2400 MPa.
St. ainless Steel mit einer Streckgrenze von bis zu 1.560 MPa und einer Zugfestigkeit von bis zu 1.600 MPa wird mit mindestens 11 Prozent Chrom hergestellt und häufig mit Nickel kombiniert, um Korrosion zu widerstehen.
Werkzeugstähle (zur Herstellung von Werkzeugen) werden mit Kobalt und Wolfram legiert.
Inconel (eine Superlegierung aus Austenit, Nickel und Chrom) kann extremen Bedingungen und hohen Temperaturen standhalten.
Was ist das stärkste unlegierte Metall der Welt?
Während die oben genannten Legierungen als die angesehen werden können Stärkste Metalle der Welt, die folgenden Metalle sind die stärksten reinen, nicht legierten Metalle:
Wolfram hat die höchste Zugfestigkeit von Jedes natürliche Metall, aber es ist spröde und neigt dazu, beim Aufprall zu zerbrechen.
Titan hat eine Zugfestigkeit von 63.000 PSI. Seine Zugfestigkeit Das Verhältnis von Festigkeit zu Dichte ist höher als bei jedem natürlichen Metall, selbst bei Wolfram, aber es weist auf der Mohsschen Härteskala niedrigere Werte auf. Es ist auch außerordentlich korrosionsbeständig.
Chrom ist auf der Mohs-Skala für die Härte das härteste Metall, das es gibt. Es erreicht 9,0 Punkte, ist aber extrem spröde. Wenn es nicht mit anderen Metallen kombiniert wird, ist es nicht sehr nützlich, wenn Sie Streckgrenze und Zugfestigkeit benötigen.