Самые прочные металлы: Топ 10 самых прочных металлов в мире

Топ 10 самых прочных металлов в мире

Опубликовано: 11 декабря

Использование металлов в повседневной жизни началось на заре развития человечества. В первую очередь была освоена медь, которая доступна в природе и легко поддается обработке. До сих пор археологи при раскопках находят различные медные изделия и домашнюю утварь. В процессе эволюции люди постепенно учились соединять различные металлы, получая все более прочные сплавы, пригодные для изготовления орудий труда, а позже и оружия. В наше время продолжаются эксперименты, благодаря которым можно выявить самые прочные металлы в мире.

10 Титан

Титан – высокопрочный твердый металл, который сразу же привлек к себе внимание. Свойствами титана являются: высокая удельная прочность; стойкость к высоким температурам; низкая плотность; коррозийная стойкость; механическая и химическая стойкость. Титан применяется в военной промышленности, медицине авиации, кораблестроении, и других сферах производства.

9 Уран

Самый известный элемент, который считается одним из самых прочных металлов в мире, и в нормальных условиях представляет собой слабый радиоактивный металл. В природе находится как в свободном состоянии, так и в кислых осадочных породах. Он достаточно тяжел, широко распространен повсеместно и обладает парамагнитными свойствами, гибкостью, ковкостью, и относительной пластичностью. Уран применяется во многих сферах производства.

8 Вольфрам

Известен как самый тугоплавкий металл из всех существующих, и относится к самым прочным металлам в мире. Представляет собой твердый переходный элемент блестящего серебристо-серого цвета. Обладает высокой прочностью, отличной тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям. Благодаря своим свойствам поддается ковке, и вытягивается в тонкую нить. Известен в качестве вольфрамовой нити накаливания.

7 Рений

Среди представителей данной группы считается переходным металлом высокой плотности серебристо-белого цвета. В природе встречается в чистом виде, однако встречается в молибденовом и медном сырье. Отличается высокой твердостью и плотностью, и имеет отличную тугоплавкость. Обладает повышенной прочностью, которая не теряется при многократных перепадах температур. Рений относится к дорогим металлам и имеет высокую стоимость. Используется в современной технике и электронике.

6 Осмий

Блестящий серебристо-белый металл со слегка голубоватым отливом, относится к платиновой группе и считается одним из самых прочных металлов в мире. Аналогично иридию имеет высокую атомную плотность высокую прочность и твердость. Поскольку осмий относится к платиновым металлам, имеет схожие с иридием свойства: тугоплавкость, твердость, хрупкость, стойкость к механическим воздействиям, а также к влиянию агрессивных сред. Нашел широкое применение в хирургии, электронной микроскопии, химической промышленности, ракетной технике, электронной аппаратуре.

5 Бериллий

Относится к группе металлов, и представляет собой элемент светло-серого цвета, обладающий относительной твердостью и высокой токсичностью. Благодаря своим уникальным свойствам бериллий применяется в самых различных сферах производства: ядерной энергетике; аэрокосмической технике; металлургии; лазерной технике; атомной энергетике. Из-за высокой твердости бериллий используется при производстве легирующих сплавов, огнеупорных материалов.

4 Хром

Следующим среди самых прочных металлов в мире является хром – твердый, высокопрочный металл голубовато-белого цвета, стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Хром используется для создания различных сплавов, которые используются при изготовлении медицинского, а также химического технологического оборудования. В соединении с железом образует сплав феррохром, который используется при изготовлении металлорежущих инструментов.

3 Тантал

Тантал является одним из самых прочных металлов в мире. Он представляет собой серебристый металл с высокой твердостью и атомной плотностью. Благодаря образованию на его поверхности оксидной пленки, имеет свинцовый оттенок. Отличительными свойствами тантала являются высокая прочность, тугоплавкость, стойкость к коррозии, воздействию агрессивных сред. Металл является достаточно пластичным металлом и легко поддается механической обработке. Сегодня тантал успешно используется: в химической промышленности; при сооружении ядерных реакторов; в металлургическом производстве; при создании жаропрочных сплавов.

2 Рутений

Рутений – серебристый металл, принадлежащий к платиновой группе. Его особенностью является наличие в составе мышечной ткани живых организмов. Ценными свойствами рутения являются высокая прочность, твердость, тугоплавкость, химическая стойкость, способность образовывать комплексные соединения. Рутений считается катализатором многих химических реакций, выступает в роли материала для изготовления электродов, контактов, острых наконечников.

1 Иридий

Самый прочный металл – иридий – серебристо-белый, твердый и тугоплавкий, который относится к платиновой группе. В природе высокопрочный элемент встречается крайне редко, и часто входит в соединение с осмием. Из-за своей природной твердости он плохо поддается механической обработке и обладает высокой стойкостью к воздействию химический веществ. Иридий с большим трудом реагирует на воздействие галогенов и перекиси натрия. Этот металл играет важную роль в повседневной жизни. Его добавляют к титану, хрому и вольфраму для улучшения стойкости к кислым средам, применяют при изготовлении канцелярских принадлежностей, используют в ювелирном деле для создания ювелирных изделий. Стоимость иридия остается высокой из-за ограниченного присутствия в природе.

Источник

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Содержание

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

• Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
• Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
• Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком  Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Какие самые прочные металлы?

Какой самый прочный металл на земле? Это может показаться простым вопросом, но ответ на него довольно сложен. Прямые сравнения, основанные на прочности, не работают с металлом. Почему?

Во-первых, универсальной шкалы силы не существует. В лучшем случае их четыре. Продолжайте читать, чтобы узнать об этих четырех различных типах прочности, связанных с металлургией. Оттуда вы получите лучшее представление о металлах, лидирующих с точки зрения прочности.

Определение самых прочных металлов: типы прочности

Прочность на растяжение

Прочность на растяжение относится к способности материала сопротивляться растяжению. Другими словами, он смотрит на количество силы, необходимой для растяжения или разрыва чего-либо. Материал с низким пределом прочности разрывается быстрее, чем материал с высоким пределом прочности.

Прочность на сжатие

Прочность на сжатие относится к способности материала противостоять сжатию (сжатию). Чтобы проверить прочность на сжатие, внешняя сила оказывает давление на материал, отслеживая, до какой степени материал может сопротивляться уменьшению размера. Общепринятым тестом на прочность на сжатие является тест на твердость по Моосу. Тест основан на шкале, которая оценивает минералы от 1 до 10, или от самых мягких до самых твердых.

Предел текучести

Предел текучести относится к способности материала выдерживать постоянную деформацию или изгиб. Это способ проверки предела упругости данного материала. Обычно определяется с помощью испытания на изгиб, когда два конца балки или стержня захватываются и прикладывается напряжение. Цель состоит в том, чтобы выяснить, какое напряжение требуется для превышения предела текучести материала или точки, в которой материал не вернется к своей первоначальной форме после снятия напряжения.

Прочность на удар

Ударная вязкость относится к способности материала выдерживать удар без разрушения или разрушения. Другими словами, это метод определения предела энергии, которую материал может поглотить при ударе.

Сравнение прочных металлов

Поскольку прочность металла зависит от множества факторов, нет простого ответа на вопрос «Какой металл самый прочный на земле?» Вместо этого есть несколько металлов, которые, как известно, являются одними из самых прочных.

Вот список самых прочных металлов на земле, отсортированный в алфавитном порядке.

Пожалуйста, не рассматривайте нижеследующее как какой-либо рейтинг.

ХРОМ ПРОЧНОСТЬ

Хром – твердый и хрупкий переходный металл серо-стального цвета. Этот металл имеет рейтинг твердости 8,5 по шкале Мооса, что делает его одним из самых твердых металлов на земле. Единственными металлами выше хрома на этой диаграмме являются бор (9,5) и алмаз (10).

INCONEL STRENGTH

Inconel представляет собой группу суперсплавов на основе никеля, известных своей способностью выдерживать чрезвычайно высокие температуры. Что касается прочности на растяжение инконеля, то она может достигать 103-160 тысяч фунтов на квадратный дюйм (по сравнению с показателем нержавеющей стали 73,2 тысячи фунтов на квадратный дюйм). Благодаря своим термостойким качествам этот сплав считается одним из самых прочных на земле.

ПРОЧНОСТЬ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа, известный своей устойчивостью к ржавчине и коррозии. Поскольку нержавеющая сталь имеет множество вариаций, прочность каждого сплава может значительно различаться. Например, нержавеющая сталь марки 304 отличается невероятной прочностью на растяжение до 621 МПа или 90 KSI.

ТИТАНОВАЯ ПРОЧНОСТЬ

Металлический титан – это элементарный земной металл с очень высокой температурой плавления. Он имеет особенно высокое отношение прочности к весу, что делает его идеальным металлом для приложений, где вес минимален, но прочность должна быть максимальной.

ПРОЧНОСТЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ

Инструментальная сталь — это тип углеродистого сплава, используемый для изготовления инструментов. Его твердость, стойкость к истиранию и способность сохранять форму при высоких температурах делают его одним из самых прочных металлов на рынке. Предел прочности на растяжение стали А2 может достигать 1860 МПа.

ПРОЧНОСТЬ ВОЛЬФРАМА

Вольфрам — один из самых прочных природных металлов (142 000 фунтов на кв. дюйм). Однако вольфрам хрупок и, как известно, разрушается. По шкале твердости Мооса вольфрам оценивается в 9 баллов..

Используя различные типы прочности, описанные выше, легко понять, почему сложно выбрать один самый прочный металл. Например, давайте посмотрим на вольфрам против титана.

Вольфрам против титана

Как упоминалось выше, вольфрам является самым прочным из всех природных металлов (142 000 фунтов на квадратный дюйм). Но с точки зрения ударной вязкости вольфрам слаб — это хрупкий металл, который, как известно, раскалывается при ударе. С другой стороны, титан имеет предел прочности на разрыв 63 000 фунтов на квадратный дюйм.

Если посмотреть на плотность титана, то он превосходит вольфрам. Что касается прочности на сжатие, титан имеет гораздо более низкие баллы по шкале твердости Мооса.

Легко заметить, что попытка провести прямое сравнение немного напоминает сравнение яблок с апельсинами. Если вы посмотрите на хром против инконеля, титан против стали или вольфрам против нержавеющей стали. Это просто не имеет смысла.

СООБЩИТЕ НАМ О ВАШИХ ПОТРЕБНОСТЯХ

Хотя на земле может и не быть самого прочного металла, все зависит от предполагаемого использования металла. Например, может быть приложение, в котором жизненно важен предел текучести, но прочность на сжатие не имеет значения. Вот почему мы применяем консультативный подход к нашим клиентам.

Мы в Mead Metals стремимся не только понять, чего хочет клиент, но и чего он пытается достичь. Поговорите с нашей командой сегодня, чтобы узнать, какой металл лучше всего подходит для вашего проекта или конечной цели!

Какие металлы самые прочные?

В мире встречаются определенные металлы, характеристики которых превосходят стандартные сплавы металлов. Эти прочные металлы часто используются в промышленных целях, требующих преимуществ, присущих только высокопрочным металлам. В этой статье будут рассмотрены типы высокопрочных металлов и принципиальные различия, которые их разделяют.

Сверхпрочные металлы

Прочность металла можно разделить на несколько категорий, включая твердость, предел текучести и прочность на сжатие. Эти стандарты измерения прочности металла точно измеряют общую прочность металла. Металлы, обычно встречающиеся в природе, такие как хром, вольфрам и титан, обладают превосходными прочностными характеристиками; однако они не могут сравниться по прочности с промышленными металлами, такими как сталь и сплавы Inconel.
Ознакомьтесь с широким выбором сверхпрочных металлов IMS!

Характеристики высокопрочного металла

Несколько факторов влияют на значение прочности металла. Такие характеристики, как предел прочности при растяжении, предел текучести, сжатие и ударная вязкость, составляют общую норму прочности. Эти значения прочности предоставляют важную информацию об общей прочности металла.

Предел текучести

Предел текучести относится к способности металла сопротивляться постоянной деформации или изгибу. Предел текучести в конечном итоге проверяет предел упругости материала. Цель состоит в том, чтобы выяснить, какое напряжение требуется для превышения предела текучести материала или когда материал не вернется к своей первоначальной форме после снятия напряжения.

Прочность на сжатие

Общепринятым тестом на прочность на сжатие является тест на твердость по Моосу. Тест основан на шкале, которая оценивает минералы от 1 до 10, или от самых мягких до самых твердых. Чтобы проверить прочность металла на сжатие, внешняя сила оказывает давление на металл, а затем отслеживает, до какой степени материал может сопротивляться уменьшению размера. Испытания на прочность при сжатии измеряют способность металла выдерживать сжатие.

Ударная вязкость

Как видно из названия испытания на прочность, ударная вязкость — это мера силы, которую металл может выдержать без разрушения или разрушения. Ударная вязкость измеряет, сколько силовой энергии может поглотить металл, прежде чем он выйдет из строя.

Прочность на растяжение

Прочность на растяжение — это прямая мера силы, необходимой для растяжения или разрыва чего-либо. Прочность на растяжение непосредственно измеряет способность материала сопротивляться растяжению. Материал с низким пределом прочности разрывается быстрее, чем материал с высоким пределом прочности.

Металлы, обладающие повышенной прочностью

Высокопрочные металлы невероятно надежны для многих применений, независимо от того, встречаются ли они исключительно в природе или производятся с помощью лабораторных разработок и искусственных процессов легирования. Следующий список металлов обеспечивает превосходные прочностные характеристики.

Хром

Хром – это твердый металл, известный своим серебристым, блестящим, «полированным» внешним видом. Он имеет высокую температуру плавления и стабильную кристаллическую структуру. Обе нержавеющие стали марок 304 и 316 содержат не менее 10 % хрома по весу.
Металлический хром имеет самые высокие показатели твердости по шкале Мооса, но он хрупкий и его необходимо смешивать с другими металлами для большей прочности на растяжение. Лучшим примером металлического сплава, в котором используется хром для повышения прочностных характеристик, является нержавеющая сталь. Хром также регулярно используется при хромировании.
Применение хрома

• Закаленная сталь
• Производство из нержавеющей стали
• Производство стальных сплавов

Вольфрам

Вольфрам обладает самой высокой прочностью на растяжение среди всех чистых металлов — до 500 000 фунтов на квадратный дюйм при комнатной температуре. Обладает самой высокой прочностью на растяжение даже при температурах свыше 1500°C. Вольфрам настолько плотный, что сопротивляется плавлению даже при очень высокой температуре. Однако металлический вольфрам хрупок, что делает его менее пригодным для использования в чистом виде.
Применение вольфрама

• Сверла
• Заточные пилы
• Пули
• Ракеты
• Электроды для дуговой сварки
• Нагревательные элементы

Титан

Чистый титан имеет более высокую прочность на растяжение, чем стандартная сталь, но менее плотный, что придает ему очень высокое отношение прочности к весу. Однако стальные сплавы более прочны, чем чистый титан. Титан также повышает коррозионную стойкость и устойчив к коррозии, ржавчине, химическим веществам и кислотам.
Титан очень прочный. Он имеет атомный номер 22, атомный вес 47,90 и плотность между алюминием и нержавеющей сталью. Он может сплавлять почти все элементы, кроме меди и алюминия, и чаще всего используется в качестве сплава железа. Он имеет температуру плавления 3074 градусов по Фаренгейту и температуру кипения 6395 градусов по Фаренгейту.

Инконель

Инконель представляет собой сплав никеля и хрома с несколькими другими элементами, такими как молибден. Инконель выпускается в нескольких различных марках и известен своей высокой прочностью при высоких температурах и коррозионной стойкостью.
Сплавы Inconel включают 600, 601, 625, 690, 718, 751, 903 и 939. Эти сплавы содержат различное количество никеля и хрома, в результате чего металлические сплавы обычно используются для высокопрофильных приложений, включая аэрокосмическую, ядерную и другие высокие -температурные приложения.
Применение инконеля

• Строительство реактивных двигателей
• Аэрокосмические лайнеры
• Детали газовой турбины
• Теплообменники
• Болты
• Трубопровод
• Тепловые экраны
• Трубка
• Клапаны

Стальные сплавы

Сама сталь представляет собой сплав углерода и железа. Сплавы стали с добавлением дополнительных элементов, таких как углеродистая (инструментальная) сталь и нержавеющая сталь, могут быть изготовлены гораздо более прочными, чем стандартная сталь. Каждый сплав специально разработан для оптимизации различных свойств для различных применений.
Прочность на растяжение, коррозионная стойкость, твердость, ударопрочность, предел текучести и другие свойства зависят от выбранных легирующих элементов и используемых процессов.
Применение стальных сплавов

• Нагревательные элементы
• Бытовая техника
• Трубы
• Крепеж
• Строительное оборудование

Магниевые сплавы

Ученые продолжают разрабатывать и тестировать новые сплавы с еще более превосходными свойствами. В последние годы несколько университетских исследовательских групп объявили о новых типах магниевых сплавов, которые обладают исключительной прочностью, меньшим весом и высокой коррозионной стойкостью.