10 самых прочных металлов в мире производства

Что такое металлы?

Металлы - это материалы, которые имеют блестящий внешний вид, когда их только что приготовили, отполировали или разломали. Они обладают отличной тепло- и электропроводностью, а также такими свойствами, как ковкость (их можно выковать в листы) и пластичность (их можно вытянуть в проволоку). Большинство металлов находятся в твердом состоянии при комнатной температуре, демонстрируя характерный серебристый блеск, хотя ртуть является исключением, существуя в жидкой форме.

Какие свойства делают металл прочным?

Прочность металла в основном зависит от 4 свойств:

Прочность на разрыв: Прочность на растяжение - это максимальное растягивающее (тянущее или растягивающее) напряжение, которое может выдержать материал без разрыва или разрушения.

Прочность на разрыв: Предел текучести характеризует точку, в которой материал подвергается значительной пластической деформации или постоянной установке (деформации) без увеличения приложенного напряжения. Это напряжение, при котором материал начинает проявлять пластическую (необратимую) деформацию. При испытании на растяжение, в ходе которого образец материала подвергается осевому растягивающему усилию до разрушения, предел текучести обычно определяется на кривой "напряжение-деформация". До предела текучести материал подвергается упругой деформации, то есть он может вернуться к своей первоначальной форме после снятия нагрузки. За пределом текучести происходит пластическая деформация, и материал не полностью восстанавливает свою первоначальную форму.

Прочность на сжатие: Прочность на сжатие определяет максимальное напряжение, которое может выдержать материал при воздействии осевой нагрузки, стремящейся уменьшить его размер или сжать. При испытании на прочность на сжатие образец материала подвергается сжимающим нагрузкам до тех пор, пока он не разрушится.

Ударная прочность: Ударная прочность измеряет способность материала выдерживать внезапные или динамические нагрузки без разрушения или разрыва. Она оценивает, насколько хорошо материал может поглощать энергию при быстром и сильном воздействии, таком как внезапный удар или столкновение.

Топ-10 самых прочных металлов

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь, представляющая собой многовековой сплав железа и углерода, обладает всеми четырьмя качествами, определяющими прочность.

Предел текучести 260 МПа
Прочность на разрыв 580 МПа

Оценка около 6,0 баллов по шкале Мооса

Сталь-железо-никелевый сплав

Сплав сталь-железо-никель, доступный в нескольких вариантах, значительно повышает прочность за счет легирования углеродистой стали никелем.

Предел текучести до 1 420 МП
Прочность на разрыв до 1 460 МПа.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь, получаемая путем легирования стали хромом и марганцем, является коррозионностойким металлом.

Предел текучести до 1 560 МПа
Прочность на разрыв до 1 600 МПа
Средняя оценка по шкале Мооса.

Вольфрам

Вольфрам, обладающий самой высокой среди металлов естественной прочностью на разрыв, часто сплавляют со сталью и другими металлами для получения еще более прочных сплавов. Несмотря на свою хрупкость и подверженность разрушению при ударе, вольфрам остается ключевым элементом в стремлении к прочности.

Предел текучести до 750 МПа
Прочность на разрыв до 1725 МПа

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама, представляющий собой мощный сплав вольфрама и углерода, находит широкое применение в инструментах с режущими кромками, таких как ножи, дисковые пилы и буровые коронки.

Предел текучести варьируется от 300 до 1 000 МПа
Прочность на разрыв от 500 до 1 050 МПа

Титан

Титан, встречающийся в природе, обладает самым высоким среди металлов соотношением прочности на разрыв и плотности, превосходя по прочности даже вольфрам. Несмотря на то, что титановые сплавы имеют более низкую твердость по шкале Мооса, их предпочитают за грозную прочность и легкость, что широко применяется в аэрокосмической промышленности.

Предел текучести 1200 МПа
Прочность на разрыв 980 МПа.

Алюминид титана

Алюминид титана - это стратегический сплав, в котором смешаны титан, алюминий и ванадий.

Предел текучести 800 МПа
Прочность на разрыв 880 МПа.

Инконель

Инконель, суперсплав, включающий аустенит, никель и хром, сохраняет свою прочность в сложных условиях и при повышенных температурах, что делает его идеальным для применения в таких областях, как высокоскоростные турбины и ядерные реакторы.

Предел текучести 1103 МПа
Прочность на разрыв 759 МПа.

Хром

Если оценивать прочность только по твердости, хром занимает первое место. Хотя сам по себе он не так прочен с точки зрения текучести и прочности на разрыв, его часто сплавляют с другими металлами для повышения их твердости.