Så hvad er hårdhed? Det er et materiales evne til at modstå eksterne belastninger uden at bryde. Metalhårdhed afhænger af mange kvaliteter og parametre, såsom dens trækstyrke og trykstyrke, det punkt, hvor det bliver formbart, punktet for permanent deformation, revnebestandighed osv.
hårde legeringer og naturlige metaller
legeringer er et produkt af at kombinere forskellige metaller. De stammer fra nødvendigheden af at have metaller med en bred vifte af egenskaber, herunder forskellige hårdheder., En af de vigtige legeringer i den forstand er stål, som er en kombination af jern og kulstof. Så hvilke metaller betragtes som de hårdeste på jorden?
da metalhårdhedsfaktorer i en hel række attributter, er det vanskeligt definitivt at rangere metaller fra hårdeste til blødeste. Hårdhedsskalaen af metaller afhænger af, hvilken egenskab der er nøglen til en given applikation.
Stål og dets legeringer
stål er en hård legering af jern og kulstof med blandinger af andre elementer, herunder silicium, mangan, vanadium, niobium osv., Forskellige legeringsteknikker kan hjælpe med at producere stål med helt forskellige egenskaber.
således er et kulstofstål en jernlegering med et højt kulstofindhold. Det er hårdt, relativt billigt, holdbart og godt til metalbearbejdning. Nogle ulemper inkluderer dårlig hærdningskapacitet og lav varmebestandighed, hvilket gør kulstofstål følsomt over for ætsende miljøer.
applikationer: fremstilling af værktøj, dele af maskiner og komplicerede mekanismer, metalstrukturelementer. En vigtig forudsætning for disse applikationer er et ikke-ætsende miljø.,
stål med en legering af jern og nikkel er en af de hårdeste forbindelser. Mens der er flere variationer af det, kulstofstål legeret med nikkel øger generelt legeringens flydepunkt til 1,420 MPa med en trækstyrke på op til 1,460 MPa.
applikationer: nikkelbaserede legeringer anvendes i visse typer kraftige atomreaktorer som beskyttende højtemperaturskaller for at forhindre, at uranstænger korroderer.,
rustfrit stål er en korrosionsbestandig legering af stål, krom og mangan med et flydepunkt på op til 1.560 MPa og trækstyrke på op til 1.600 MPa. Ligesom alle andre stål, Denne legering kan prale af høj modstandsdygtighed over for stød og steder i midten af Mohs hårdhed skala.
applikationer: som et korrosionsbestandigt materiale anvendes rustfrit stål i vid udstrækning inden for en række områder, herunder den petrokemiske industri, tungteknik, konstruktion, elproduktion, skibsbygning, fødevareindustrien og husholdningsapparater.,
ekstra-hårde legeringer
legeringer med tunolframcarbider, titan eller tantal i kernen har hårdhed, som ikke engang Thor ‘ s hammer kunne matche.Titan er et naturligt metal, der ofte omtales af medier og filmskabere som et ekstra hårdt materiale. Dens styrke-vægtforhold er næsten dobbelt så stor som stållegeringer. Dens trækstyrke til densitetsforhold er den højeste blandt alle metaller, slå tunolfram, som dog scorer højere end titanium på Mohs skalaen. Når det er sagt, er titanlegeringer holdbare og lette.,
applikationer: titanium og dets legeringer bruges ofte i rumfartsteknik til rumfartøjsbelægning, brændstoftanke og jetmotor dele. Det er også udbredt inden for skibsbygning, rørledningskonstruktion til ætsende miljøer og som rammemateriale.
som et naturligt metal med den højeste trækstyrke kombineres tunolfram ofte med stål og andre metaller for at opnå endnu stærkere legeringer. Men tunolfram er skørt og destruerbare på virkningen, som er nogle af dens ulemper.,
Programmer: wolfram bruges i stålindustrien til at gøre legering-behandlet stål og forskellige legeringer, i elektroteknik til belysning udstyr elementer, i tunge og fly teknik, samt i rum, ingeniør-og den kemiske industri. Den tunolfram og carbon legering (carbolframcarbid) findes i skærende værktøjer, såsom knive og rundsave, samt i holdbare arbejder dele af minedrift udstyr og ruller.
tantal giver tre fordele på threen gang: det er hårdt, tæt og korrosionsbestandigt. Det tilhører højsmeltende metaller, samme som tunolfram.,
applikationer: tantal bruges til fremstilling af elektronik og tunge kondensatorer til PC ‘ er, smartphones, kameraer og bilelektronik.
Innovative legeringer
Der er legeringer, der trods snarere de seneste opdagelser har allerede vundet anerkendelse takket være deres overlegne egenskaber og er meget udbredt i aerospace engineering og den medicinske industri.
Titanium aluminid er en legering af titanium og aluminium, der er modstandsdygtig over for høje temperaturer og korrosion, men er ret sprød og mangler formbarhed., Ikke desto mindre har det vist sig nyttigt i produktionen af specielle beskyttende belægninger.en titanium-og guldlegering er et andet unikt materiale udviklet for et par år siden af et team af forskere fra amerikanske universiteter. Den vigtigste udfordring, som disse forskere tacklede, var at skabe noget stærkere end titanium, der kunne bruges til medicinske proteser, der kommer i kontakt med biologisk væv. Titaniumproteser, selvom de er stærke, slides relativt hurtigt ud, hvilket kræver udskiftning hvert tiende år., Titanium-og guldlegeringen har på den anden side vist sig at være fire gange så holdbar som de legeringer, der i øjeblikket bruges i proteser.