製造業で最強の金属10種

金属とは何か？

金属は、新しく作ったり、磨いたり、割ったりすると光沢のある外観を示す材料である。金属は優れた熱伝導性と電気伝導性を持ち、可鍛性（ハンマーで叩いて板状にすることができる）と延性（線を引くことができる）という特性も持っている。大半の金属は室温で固体の状態にあり、独特の銀色の光沢を示すが、水銀は例外で液体の状態にある。

金属を強くする特性とは？

金属の強度は主に4つの性質に左右される：

引張強さ： 引張強さは、材料が破断または破壊することなく耐えられる引張（引っ張りまたは伸張）応力の最大量を測定する。

降伏強度： 降伏強度は、加えられた応力が増加することなく、材料が著しい塑性変形または永久ひずみ（ひずみ）を起こす時点を示す。材料が塑性（非可逆）変形を示し始める応力である。材料サンプルを軸方向に引っ張る力を破壊するまで加える引張試験では、一般的に応力-ひずみ曲線上に降伏強度が特定されます。降伏点までは、材料は弾性変形を起こし、荷重を取り除くと元の形状に戻ります。降伏点を超えると塑性変形が起こり、材料は元の形状に完全には戻らなくなります。

圧縮強度： 圧縮強度は、材料がその大きさを縮小または圧縮する傾向のある軸方向荷重を受けたときに、その材料が耐えることができる最大応力を測定する。圧縮強度試験では、材料の試験片に圧縮力がかかり、破壊される。

衝撃強度： 衝撃強度は、材料が破壊や破断することなく、急激な荷重や動的な荷重に耐える能力を測定します。突然の打撃や衝突など、急激で強い衝撃を受けたときに、材料がどの程度エネルギーを吸収できるかを評価します。

最強金属トップ10

炭素鋼

鉄と炭素の合金である炭素鋼は、何世紀もの歴史を持ち、強度を決定する4つの性質すべてに優れている。

• 降伏強度は260MPa
• 引張強さ580MPa

モース硬度約6.0

鋼鉄-鉄-ニッケル合金

スチール・鉄・ニッケル合金は、いくつかのバリエーションがあり、炭素鋼にニッケルを合金化することで強度を大幅に向上させている。

• 最大1,420MPの降伏強度
• 最大1,460MPaの引張強度。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、鋼にクロムとマンガンを合金化したもので、耐食性に優れた金属である。

• 最大1,560MPaの降伏強度
• 最大1,600MPaの引張強度
• モース硬度は中程度。

タングステン

タングステンは、金属の中で最も高い天然引張強度を持つため、鋼や他の金属と頻繁に合金化され、より強靭な合金が鍛造される。衝撃を受けると脆く砕けやすいという欠点はあるものの、タングステンは強度を追求する上で重要な役割を担っています。

• 最大750MPaの降伏強度
• 最大1725MPaの引張強度

炭化タングステン

炭化タングステンは、タングステンと炭素の強力な合体物であり、ナイフ、丸鋸の刃、ドリル・ビットなどの刃先を持つ工具に広く使用されている。

• 降伏強度は300～1,000MPa
• 500～1,050MPaの引張強度

チタン

自然界に存在するチタンは、金属の中で最も高い引張強さ対密度比を誇り、ポンドあたりの強さではタングステンをも上回ります。モース硬度は低いものの、チタン合金はその強大な強度と軽量の特性から好まれており、航空宇宙産業でよく使用されています。

• 降伏強度1200MPa
• 引張強度は980MPa。

チタンアルミナイド

チタンアルミナイドは、チタン、アルミニウム、バナジウムをブレンドした戦略的合金である。

• 降伏強度は800MPa
• 引張強度は880MPa。

インコネル

オーステナイト、ニッケル、クロムを含む超合金であるインコネルは、厳しい条件や高温でも強度を維持するため、高速タービンや原子炉などの用途に最適です。

• 降伏強度は1103MPa
• 引張強度は759MPa。

クロム

強度を硬度だけで測るなら、クロムは最有力候補に浮上する。降伏強度と引張強度の点では単体ではそれほど強くないが、硬度を高めるために他の金属と合金にされることが多い。

• 降伏強度316MPa
• 引張強度は418MPa。

鉄

鉄鋼の基本成分である鉄は、世界最強の金属リストの最後を飾る。

• 鋳鉄、モース硬度は約5
• 降伏強度は246MPa
• 引張強さ414MPa