Die 10 stärksten Metalle in der Fertigungswelt

Was sind Metalle?

Metalle sind Werkstoffe, die ein glänzendes Aussehen aufweisen, wenn sie frisch bearbeitet, poliert oder gebrochen sind. Sie besitzen eine ausgezeichnete Wärme- und Stromleitfähigkeit sowie die Eigenschaften der Formbarkeit (sie können zu Blechen gehämmert werden) und der Dehnbarkeit (sie können zu Draht gezogen werden). Die meisten Metalle befinden sich bei Raumtemperatur in festem Zustand und weisen einen charakteristischen silbrigen Glanz auf - eine Ausnahme bildet Quecksilber, das in flüssiger Form vorliegt.

Welche Eigenschaften machen Metall stark?

Die Festigkeit eines Metalls hängt hauptsächlich von 4 Eigenschaften ab:

Zugfestigkeit: Die Zugfestigkeit misst die maximale Zugspannung (Zug oder Dehnung), die ein Material aushalten kann, ohne zu brechen oder zu zerbrechen.

Streckgrenze: Die Streckgrenze ist der Punkt, an dem ein Material eine signifikante plastische Verformung oder eine dauerhafte Verformung (Dehnung) erfährt, ohne dass sich die angelegte Spannung erhöht. Sie ist die Spannung, bei der ein Material beginnt, eine plastische (nicht umkehrbare) Verformung zu zeigen. Bei einem Zugversuch, bei dem eine Materialprobe axialen Zugkräften bis zum Versagen ausgesetzt wird, wird die Streckgrenze normalerweise auf der Spannungs-Dehnungskurve ermittelt. Bis zur Streckgrenze verformt sich das Material elastisch, d. h. es kann in seine ursprüngliche Form zurückkehren, wenn die Last entfernt wird. Jenseits der Streckgrenze kommt es zu einer plastischen Verformung, und das Material nimmt seine ursprüngliche Form nicht vollständig wieder an.

Druckfestigkeit: Die Druckfestigkeit misst die maximale Spannung, die ein Material aushalten kann, wenn es axialen Belastungen ausgesetzt wird, die seine Größe verringern oder es zusammendrücken. Bei einer Druckfestigkeitsprüfung wird eine Materialprobe so lange mit Druckkräften beaufschlagt, bis sie versagt.

Schlagfestigkeit: Die Schlagzähigkeit misst die Fähigkeit eines Materials, plötzlichen oder dynamischen Belastungen standzuhalten, ohne zu brechen oder zu zerbrechen. Sie bewertet, wie gut ein Material Energie absorbieren kann, wenn es einem schnellen und heftigen Aufprall ausgesetzt ist, z. B. einem plötzlichen Schlag oder Zusammenstoß.

Top 10 der stärksten Metalle

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl, eine jahrhundertealte Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, zeichnet sich durch alle vier festigkeitsbestimmenden Eigenschaften aus.

• Streckgrenze von 260 MPa
• Zugfestigkeit von 580 MPa

Ein Ergebnis von etwa 6,0 auf der Mohs-Skala

Stahl-Eisen-Nickel-Legierung

Die Stahl-Eisen-Nickel-Legierung, die in mehreren Varianten erhältlich ist, erhöht die Festigkeit durch Legierung von Kohlenstoffstahl mit Nickel erheblich.

• Streckgrenze von bis zu 1.420 MP
• Zugfestigkeit von bis zu 1.460 MPa.

Rostfreier Stahl

Rostfreier Stahl, der durch Legierung von Stahl mit Chrom und Mangan entsteht, ist ein korrosionsbeständiges Metall.

• Streckgrenze von bis zu 1.560 MPa
• Zugfestigkeit von bis zu 1.600 MPa
• Mittlere Punktzahl auf der Mohs-Skala.

Wolfram

Wolfram besitzt die höchste natürliche Zugfestigkeit unter den Metallen und wird häufig mit Stahl und anderen Metallen legiert, um noch robustere Legierungen zu schmieden. Trotz seiner Sprödigkeit und Bruchanfälligkeit bei einem Aufprall bleibt Wolfram ein wichtiger Faktor im Streben nach Stärke.

• Streckgrenze von bis zu 750 MPa
• Zugfestigkeit von bis zu 1725 MPa

Wolframkarbid

Wolframkarbid, eine leistungsstarke Verbindung von Wolfram und Kohlenstoff, findet breite Anwendung in Werkzeugen mit Schneidkanten wie Messern, Kreissägeblättern und Bohrern.

• Die Streckgrenze reicht von 300 bis 1.000 MPa
• Zugfestigkeit von 500 bis 1.050 MPa

Titan

Titan, das in der Natur vorkommt, weist das höchste Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte unter den Metallen auf und übertrifft in Bezug auf die Festigkeit sogar Wolfram Pfund für Pfund. Obwohl es auf der Mohs'schen Härteskala schlechter abschneidet, werden Titanlegierungen wegen ihrer enormen Festigkeit und ihres geringen Gewichts bevorzugt und häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

• Streckgrenze von 1200 MPa
• Zugfestigkeit von 980 MPa.

Titanaluminid

Titanaluminid ist eine strategische Legierung aus Titan, Aluminium und Vanadium.

• Streckgrenze von 800 MPa
• Zugfestigkeit von 880 MPa.

Inconel

Inconel, eine Superlegierung, die Austenit, Nickel und Chrom enthält, behält seine Festigkeit auch unter schwierigen Bedingungen und bei hohen Temperaturen bei und eignet sich daher ideal für Anwendungen wie Hochgeschwindigkeitsturbinen und Kernreaktoren.

• Streckgrenze von 1103 MPa
• Zugfestigkeit von 759 MPa.

Chrom

Chrom ist der Spitzenreiter, wenn die Festigkeit allein an der Härte gemessen wird. In Bezug auf die Streck- und Zugfestigkeit ist es für sich genommen zwar nicht so stark, wird aber häufig mit anderen Metallen legiert, um deren Härte zu erhöhen.

• Streckgrenze von 316 MPa
• Zugfestigkeit von 418 MPa.

Eisen

Eisen, ein wesentlicher Bestandteil von Stahl, schließt die Liste der stärksten Metalle der Welt ab.

• Gusseisen, mit einem Mohs-Wert von etwa 5
• Streckgrenze von 246 MPa
• Zugfestigkeit von 414 MPa