Die härtesten Metalle auf der Erde

Also, was ist Härte? Es ist die Fähigkeit eines Materials, externen Belastungen standzuhalten, ohne zu brechen. Die Metallhärte hängt von vielen Eigenschaften und Parametern ab, z. B. von ihrer Zugfestigkeit und Druckfestigkeit, dem Punkt, an dem sie formbar wird, dem Punkt der dauerhaften Verformung, der Rissbeständigkeit usw.

Hartlegierungen und Naturmetalle

Legierungen sind ein Produkt der Kombination verschiedener Metalle. Sie ergeben sich aus der Notwendigkeit, Metalle mit einer Vielzahl von Eigenschaften, einschließlich verschiedener Härte, zu haben., Eine der wichtigsten Legierungen in diesem Sinne ist Stahl, eine Kombination aus Eisen und Kohlenstoff. Welche Metalle gelten dann als die härtesten der Erde?

Da die Metallhärte in einer ganzen Reihe von Attributen eine Rolle spielt, ist es schwierig, Metalle endgültig vom härtesten zum weichsten einzustufen. Die Härteskala von Metallen hängt davon ab, welche Eigenschaft für eine bestimmte Anwendung entscheidend ist.

Stahl und seine Legierungen

Stahl ist eine zähe Legierung aus Eisen und Kohlenstoff mit Beimischungen anderer Elemente, einschließlich Silizium, Mangan, Vanadium, Niob usw., Verschiedene Legierungstechniken können dazu beitragen, Stähle mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.

Somit ist ein kohlenstoffreicher Stahl eine Eisenlegierung mit hohem Kohlenstoffgehalt. Es ist robust, relativ preiswert, langlebig und gut für die Metallbearbeitung. Einige Nachteile sind schlechte Härtungskapazität und geringe Hitzebeständigkeit, die kohlenstoffreichen Stahl empfindlich gegenüber korrosiven Umgebungen machen.

Anwendungen: Herstellung von Werkzeugen, Maschinenteilen und komplizierten Mechanismen, Metallstrukturelementen. Eine wichtige Voraussetzung für diese Anwendungen ist eine nicht korrosive Umgebung.,

Stahl mit einer Legierung aus Eisen und nickel ist eine der härtesten Substanzen. Während es mehrere Variationen davon gibt, erhöht mit Nickel legierter Kohlenstoffstahl im Allgemeinen die Streckgrenze der Legierung auf 1.420 MPa mit einer Zugfestigkeit von bis zu 1.460 MPa.

Anwendungen: Nickelbasislegierungen werden in bestimmten Arten von leistungsstarken Kernreaktoren als schützende Hochtemperaturschalen verwendet, um die Korrosion von Uranstäben zu verhindern.,

Edelstahl ist eine korrosionsbeständige Legierung aus Stahl, Chrom und Mangan mit einer Streckgrenze von bis zu 1.560 MPa und einer Zugfestigkeit von bis zu 1.600 MPa. Genau wie jeder andere Stahl weist diese Legierung eine hohe Schlagfestigkeit auf und befindet sich in der Mitte der Mohs-Härteskala.

Anwendungen: als korrosionsbeständige material, edelstahl ist weit verbreitet in einer vielzahl von bereichen, einschließlich der petrochemischen industrie, schwere engineering, bau, elektrische stromerzeugung, schiffbau, die lebensmittel industrie und haushalts geräte.,

Extraharte Legierungen

Legierungen mit Wolframkarbiden, Titan oder Tantal im Kern besitzen eine Härte, der nicht einmal Thors Hammer entsprechen könnte.

Titan ist ein natürliches Metall, das von Medien und Filmemachern häufig als extrahartes Material bezeichnet wird. Sein Festigkeits-Gewichts-Verhältnis ist fast doppelt so hoch wie bei Stahllegierungen. Das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte ist das höchste aller Metalle und schlägt Wolfram, das jedoch auf der Mohs-Skala höher bewertet als Titan. Das heißt, Titanlegierungen sind langlebig und leicht.,

Anwendungen: Titan und seine Legierungen werden häufig in der Luft-und Raumfahrttechnik für die Beschichtung von Raumfahrzeugen, Kraftstofftanks und Düsentriebwerksteilen verwendet. Es ist auch im Schiffbau, im Rohrleitungsbau für korrosive Umgebungen und als Rahmenmaterial weit verbreitet.

Als natürliches Metall mit der höchsten Zugfestigkeit wird Wolfram häufig mit Stahl und anderen Metallen kombiniert, um noch stärkere Legierungen zu erzielen. Wolfram ist jedoch beim Aufprall spröde und zerstörbar, was einige seiner Nachteile sind.,

Anwendungen: Wolfram wird in der Stahlindustrie zur Herstellung von legierten Stählen und verschiedenen Legierungen, in der Elektrotechnik für Beleuchtungskörper, im Schwer-und Flugzeugbau sowie in der Weltraumtechnik und der chemischen Industrie verwendet. Die Wolfram-und Kohlenstofflegierung (Wolframcarbid) findet sich in Schneidwerkzeugen wie Messern und Kreissägen sowie in langlebigen Arbeitsteilen von Bergbaumaschinen und Walzen.

Tantal bietet drei Vorteile auf einmal: Es ist hart, dicht und korrosionsbeständig. Es gehört zu hochschmelzenden Metallen wie Wolfram.,

Anwendungen: Tantal wird zur Herstellung von Elektronik und Hochleistungskondensatoren für PCS, Smartphones, Kameras und Automobilelektronik verwendet.

Innovative Legierungen

Es gibt Legierungen, die trotz ihrer jüngsten Entdeckungen dank ihrer überlegenen Eigenschaften bereits Anerkennung gefunden haben und in der Luft-und Raumfahrttechnik und der Medizinindustrie weit verbreitet sind.

Titanaluminid ist eine Legierung aus Titan und Aluminium, die gegen hohe Temperaturen und Korrosion beständig ist, aber ziemlich spröde ist und keine Formbarkeit aufweist., Dennoch hat es sich bei der Herstellung spezieller Schutzbeschichtungen als nützlich erwiesen.

Eine Titan-und Goldlegierung ist ein weiteres einzigartiges Material, das vor einigen Jahren von einem Team von Wissenschaftlern US-amerikanischer Universitäten entwickelt wurde. Die Hauptherausforderung dieser Wissenschaftler bestand darin, etwas Stärkeres als Titan zu schaffen, das für medizinische Prothesen verwendet werden könnte, die mit biologischem Gewebe in Kontakt kommen. Titanprothesen, obwohl stark, verschleißen relativ schnell und müssen alle zehn Jahre ausgetauscht werden., Die Titan – und Goldlegierung hingegen hat sich als viermal so langlebig erwiesen wie die derzeit in der Prothetik verwendeten Legierungen.