Co je tedy tvrdost? Je to schopnost materiálu odolávat vnějším zatížením bez přerušení. Kovové tvrdosti závisí na mnoha vlastnostmi a parametry, jako je jeho pevnost v tahu a pevnost v tlaku, bod, když se ukáže, tvárné, bod trvalých deformací, odolnost proti prasknutí, atd.
tvrdé slitiny a přírodní kovy
slitiny jsou produktem kombinace různých kovů. Vycházejí z nutnosti mít kovy se širokou škálou vlastností, včetně různé tvrdosti., Jednou z důležitých slitin v tomto smyslu je ocel, která je kombinací železa a uhlíku. Takže jaké kovy jsou považovány za nejtěžší na Zemi?
vzhledem k tomu, že faktory tvrdosti kovu v celé řadě atributů, je obtížné definitivně zařadit kovy od nejtěžších po nejměkčí. Stupnice tvrdosti kovů závisí na tom, která vlastnost je pro danou aplikaci klíčová.
Oceli a jeho slitin
Ocel je tvrdá slitina železa a uhlíku s příměsí dalších prvků, včetně křemíku, manganu, vanadu, niobu, atd., Různé legovací techniky mohou pomoci vyrábět oceli se zcela odlišnými vlastnostmi.
vysoce uhlíková ocel je tedy slitina železa s vysokým obsahem uhlíku. Je to těžké, relativně levné, odolné a dobré pro kovoobrábění. Některé nevýhody zahrnují špatnou vytvrzovací kapacitu a nízkou tepelnou odolnost, díky nimž je vysoce uhlíková ocel citlivá na korozivní prostředí.
aplikace: výroba nástrojů, části strojů a složité mechanismy, kovové konstrukční prvky. Důležitou předběžnou podmínkou pro tyto aplikace je nekorozivní prostředí.,
ocel se slitinou železa a niklu je jednou z nejtěžších sloučenin. Zatímco existuje několik variant, z uhlíkové oceli legované niklem se obecně zvyšuje slitiny kluzu do 1,420 MPa s pevností v tahu až na 1,460 MPa.
aplikace: slitiny na bázi niklu se používají v určitých typech výkonných jaderných reaktorů jako ochranné vysokoteplotní skořápky, aby uranové tyče nekorodovaly.,
z Nerezové oceli, je odolné proti korozi slitiny oceli, chromu a manganu s výnosem až do 1,560 MPa a pevností v tahu až 1 600 MPa. Stejně jako každá jiná ocel, tato slitina se může pochlubit vysokou odolností proti nárazu a místy uprostřed stupnice Mohsovy tvrdosti.
Aplikace: jako materiálu odolného proti korozi, z nerezové oceli je široce používán v různých oblastech, včetně petrochemického průmyslu, těžkého strojírenství, stavebnictví, elektrické energie, stavba lodí, potravinářský průmysl a domácí spotřebiče.,
Extra tvrdé slitiny
Slitiny s karbidy wolframu, titanu nebo tantalu v jádru mají tvrdost, že ani Thorovo kladivo, mohl zápas.
Titan je přírodní kov, který média a filmaři často označují jako extra tvrdý materiál. Jeho poměr pevnosti a hmotnosti je téměř dvojnásobný než u ocelových slitin. Jeho poměr pevnosti v tahu k hustotě je nejvyšší ze všech kovů, tlukot wolframu, který, nicméně, skóre vyšší než titan na Mohsově stupnici. To znamená, že slitiny titanu jsou odolné a lehké.,
aplikace: Titan a jeho slitiny se často používají v leteckém inženýrství pro pokovování kosmických lodí, palivových nádrží a částí proudových motorů. To je také rozšířené v stavbě lodí, potrubní konstrukce pro korozivní prostředí, a jako rámový materiál.
jako přírodní kov s nejvyšší pevností v tahu je wolfram často kombinován s ocelí a jinými kovy, aby se dosáhlo ještě silnějších slitin. Wolfram je však při nárazu křehký a zničitelný, což jsou některé z jeho nevýhod.,
Aplikace: wolfram se používá v ocelářském průmyslu, aby se slitiny ošetřené oceli a různých slitin, v elektrotechnice pro osvětlovací zařízení prvky, v těžkých a letadlo strojírenství, stejně jako v prostoru strojírenství a chemický průmysl. Wolfram a slitiny uhlíku (karbid wolframu) se nachází v řezných nástrojů, jako jsou nože a kotoučové pily, stejně jako odolné pracovní části důlní zařízení a válečky.
tantal nabízí tři výhody najednou: je tvrdý, hustý a odolný proti korozi. Patří k vysoce tavícím kovům, stejně jako Wolfram.,
aplikace: tantal se používá pro výrobu elektroniky a těžkých kondenzátorů pro osobní počítače, smartphony, fotoaparáty a automobilovou elektroniku.
Inovativní slitiny
Tam jsou slitiny, které přesto, že je poměrně nedávné objevy již získal uznání díky své vynikající vlastnosti a jsou široce používány v leteckém inženýrství a lékařské průmyslu.
hliník Titanu je slitina titanu a hliníku, která je odolná vůči vysokým teplotám a korozi, ale je poměrně křehká a postrádá tvarovatelnost., Nicméně se ukázala jako užitečná při výrobě speciálních ochranných povlaků.
slitina titanu a zlata je dalším jedinečným materiálem vyvinutým před několika lety týmem vědců z amerických univerzit. Klíčovou výzvou, kterou tito vědci řešili, bylo vytvořit něco silnějšího než titan, který by mohl být použit pro lékařské protetické přístroje přicházející do styku s biologickou tkání. Titanové protézy, i když silné, se opotřebovávají relativně rychle a vyžadují výměnu každých deset let., Na druhé straně se ukázalo, že slitina titanu a zlata je čtyřikrát odolnější než slitiny, které se v současné době používají v protetice.