Allora, qual è la durezza? È la capacità di un materiale di resistere ai carichi esterni senza rompersi. La durezza del metallo dipende da molte qualità e parametri, come la resistenza alla trazione e la resistenza alla compressione, il punto in cui diventa modellabile, il punto di deformazione permanente, la resistenza alla rottura, ecc.

Leghe dure e metalli naturali

Le leghe sono un prodotto della combinazione di metalli diversi. Derivano dalla necessità di avere metalli con una vasta gamma di caratteristiche, tra cui varie durezze., Una delle leghe importanti in questo senso è l’acciaio, che è una combinazione di ferro e carbonio. Quindi, quali metalli sono considerati i più duri sulla Terra?

Poiché i fattori di durezza del metallo in un’intera gamma di attributi, è difficile classificare definitivamente i metalli dal più duro al più morbido. La scala di durezza dei metalli dipende da quale proprietà è la chiave per una data applicazione.

Acciaio e sue leghe

L’acciaio è una lega dura di ferro e carbonio con additivi di altri elementi, tra cui silicio, manganese, vanadio, niobio, ecc., Varie tecniche di lega possono aiutare a produrre acciai con proprietà completamente diverse.

Quindi, un acciaio ad alto tenore di carbonio è una lega di ferro con un alto contenuto di carbonio. È duro, relativamente poco costoso, durevole e buono per la lavorazione dei metalli. Alcuni inconvenienti includono scarsa capacità di indurimento e bassa resistenza al calore, che rendono l’acciaio ad alto tenore di carbonio sensibile agli ambienti corrosivi.

Applicazioni: fabbricazione di utensili, parti di macchine e meccanismi complicati, elementi di struttura metallica. Una pre-condizione importante per queste applicazioni è un ambiente non corrosivo.,

L’acciaio con una lega di ferro e nichel è uno dei composti più duri. Mentre ci sono diverse varianti di esso, il acciaio al carbonio legato con nichel aumenta generalmente il punto di snervamento della lega a 1.420 MPa con una resistenza alla trazione fino a 1.460 MPa.

Applicazioni: le leghe a base di nichel sono utilizzate in alcuni tipi di potenti reattori nucleari come gusci protettivi ad alta temperatura per impedire la corrosione delle barre di uranio.,

L’acciaio inossidabile è una lega resistente alla corrosione di acciaio, cromo e manganese con un punto di snervamento fino a 1.560 MPa e una resistenza alla trazione fino a 1.600 MPa. Proprio come ogni altro acciaio, questa lega vanta un’elevata resistenza agli urti e posti nel mezzo della scala di durezza Mohs.

Applicazioni: come materiale resistente alla corrosione, l’acciaio inossidabile è ampiamente utilizzato in una varietà di campi, tra cui l’industria petrolchimica, l’ingegneria pesante, la costruzione, la produzione di energia elettrica, la costruzione navale, l’industria alimentare e gli elettrodomestici.,

Leghe extra-dure

Le leghe con carburi di tungsteno, titanio o tantalio al centro possiedono una durezza che nemmeno il martello di Thor potrebbe eguagliare.

Il titanio è un metallo naturale che viene spesso definito dai media e dai registi come un materiale extra-duro. Il suo rapporto forza-peso è quasi il doppio di quello delle leghe di acciaio. La sua resistenza alla trazione al rapporto di densità è il più alto tra tutti i metalli, battendo tungsteno, che, tuttavia, punteggi più alti di titanio sulla scala di Mohs. Detto questo, le leghe di titanio sono resistenti e leggere.,

Applicazioni: il titanio e le sue leghe sono spesso utilizzati nell’ingegneria aerospaziale per la placcatura di veicoli spaziali, serbatoi di carburante e parti di motori a reazione. È anche diffuso nella costruzione navale, nella costruzione di condotte per ambienti corrosivi e come materiale di struttura.

Come metallo naturale con la massima resistenza alla trazione, il tungsteno è spesso combinato con acciaio e altri metalli per ottenere leghe ancora più forti. Tuttavia, il tungsteno è fragile e distruttibile all’impatto, che sono alcuni dei suoi svantaggi.,

Applicazioni: il tungsteno è utilizzato nell’industria siderurgica per produrre acciai trattati in lega e varie leghe, nell’ingegneria elettrica per elementi di apparecchiature di illuminazione, nell’ingegneria pesante e aeronautica, nonché nell’ingegneria spaziale e nell’industria chimica. La lega di tungsteno e carbonio (carburo di tungsteno) si trova in utensili da taglio, come coltelli e seghe circolari, nonché in parti di lavoro durevoli di attrezzature minerarie e rulli.

Il tantalio offre tre vantaggi contemporaneamente: è duro, denso e resistente alla corrosione. Appartiene ai metalli ad alta fusione, come il tungsteno.,

Applicazioni: il tantalio viene utilizzato per la produzione di elettronica e condensatori per impieghi gravosi per personal computer, smartphone, fotocamere ed elettronica automobilistica.

Leghe innovative

Ci sono leghe che pur essendo scoperte piuttosto recenti hanno già ottenuto riconoscimenti grazie alle loro proprietà superiori e sono ampiamente utilizzate nell’ingegneria aerospaziale e nell’industria medica.

L’alluminuro di titanio è una lega di titanio e alluminio resistente alle alte temperature e alla corrosione, ma piuttosto fragile e priva di modellabilità., Tuttavia, si è dimostrato utile nella produzione di rivestimenti protettivi speciali.

Una lega di titanio e oro è un altro materiale unico sviluppato alcuni anni fa da un team di scienziati delle università statunitensi. La sfida principale che questi scienziati stavano affrontando era creare qualcosa di più forte del titanio che potesse essere usato per dispositivi protesici medici che venivano a contatto con tessuti biologici. Le protesi in titanio, sebbene forti, si consumano relativamente velocemente, richiedendo la sostituzione ogni dieci anni., La lega di titanio e oro, d’altra parte, si è rivelata quattro volte più resistente delle leghe attualmente utilizzate nelle protesi.