dus wat is hardheid? Het is de capaciteit van een materiaal om externe belastingen te weerstaan zonder te breken. Metaalhardheid hangt af van vele kwaliteiten en parameters, zoals de treksterkte en druksterkte, het punt wanneer het kneedbaar wordt, het punt van permanente vervorming, scheurbestendigheid, enz.
harde legeringen en natuurlijke metalen
legeringen zijn een product van het combineren van verschillende metalen. Ze zijn het gevolg van de noodzaak om metalen te hebben met een breed scala aan eigenschappen, waaronder verschillende hardheid., Een van de belangrijke legeringen in die zin is staal, dat is een combinatie van ijzer en koolstof. Welke metalen worden dan als het hardste op aarde beschouwd?
aangezien metaalhardheids factoren in een hele reeks eigenschappen voorkomen, is het moeilijk om metalen definitief te rangschikken van het hardst tot het zachtst. De hardheidsschaal van metalen hangt af van welke eigenschap de sleutel is voor een bepaalde toepassing.
staal en zijn legeringen
staal is een harde legering van ijzer en koolstof met mengsels van andere elementen, zoals silicium, mangaan, vanadium, niobium, enz., Verschillende legeringstechnieken kunnen helpen bij het produceren van staal met volledig verschillende eigenschappen.een koolstofrijk staal is dus een ijzerlegering met een hoog koolstofgehalte. Het is taai, relatief goedkoop, duurzaam en goed voor metaalbewerking. Sommige nadelen omvatten slechte verhardingscapaciteit en lage hittebestendigheid, die hoog koolstofstaal gevoelig maken voor corrosieve omgevingen.
toepassingen: vervaardiging van gereedschappen, delen van machines en ingewikkelde mechanismen, elementen van metalen structuren. Een belangrijke voorwaarde voor deze toepassingen is een niet-corrosieve omgeving.,
staal met een legering van ijzer en nikkel is een van de hardste verbindingen. Terwijl er verscheidene variaties van het zijn, verhoogt het koolstofstaal gelegeerd met nikkel over het algemeen het opbrengstpunt van de legering aan 1.420 MPa met een treksterkte van maximaal 1.460 MPa.
toepassingen: nikkellegeringen worden in bepaalde typen krachtige kernreactoren gebruikt als beschermende omhulsels bij hoge temperaturen om te voorkomen dat uraniumstaven corroderen.,
roestvrij staal is een corrosiebestendige legering van staal, chroom en mangaan met een rekgrens tot 1.560 MPa en een treksterkte tot 1.600 MPa. Net als elk ander staal heeft deze legering een hoge weerstand tegen impact en plaatst ze in het midden van de Mohs-hardheidsschaal.
toepassingen: als corrosiebestendig materiaal wordt roestvrij staal op grote schaal gebruikt in een verscheidenheid van gebieden, waaronder de petrochemische industrie, zware engineering, bouw, elektriciteitsopwekking, scheepsbouw, de voedingsmiddelenindustrie en huishoudelijke apparaten.,
Extra harde legeringen
legeringen met wolfraamcarbiden, titaan of tantaal in de kern hebben een hardheid die zelfs de thorshamer niet kan evenaren.
Titanium is een natuurlijk metaal dat door media en filmmakers vaak als extra hard materiaal wordt aangeduid. De sterkte-gewichtsverhouding is bijna het dubbele van die van staallegeringen. De treksterkte-dichtheidsverhouding is de hoogste van alle metalen, die wolfraam verslaat, dat echter hoger scoort dan titanium op de schaal van Mohs. Dat gezegd hebbende, titaniumlegeringen zijn duurzaam en licht.,
toepassingen: titanium en zijn legeringen worden vaak gebruikt in de luchtvaart-en Ruimtevaarttechniek voor ruimtevaart plating, brandstoftanks en jet motor onderdelen. Het is ook wijdverbreid in scheepsbouw, pijpleidingbouw voor corrosieve omgevingen, en als kadermateriaal.
als een natuurlijk metaal met de hoogste treksterkte wordt wolfraam vaak gecombineerd met staal en andere metalen om nog sterkere legeringen te verkrijgen. Echter, wolfraam is Bros en vernietigbaar op impact, die enkele van de nadelen zijn.,toepassingen: wolfraam wordt gebruikt in de ijzer-en staalindustrie voor de vervaardiging van gelegeerd staal en diverse legeringen, in de elektrotechniek voor verlichtingsapparatuur, in de zware en vliegtuigbouw, in de ruimtevaart en in de chemische industrie. De wolfraam – en koolstoflegering (wolfraamcarbide) wordt gevonden in snijgereedschappen, zoals messen en cirkelzagen, evenals in duurzame werkende delen van mijnbouwapparatuur en rollen.
tantaal biedt drie voordelen tegelijk: het is hard, dicht en corrosiebestendig. Het behoort tot hoog-smeltende metalen, hetzelfde als wolfraam.,
toepassingen: tantaal wordt gebruikt voor het maken van elektronica en zware condensors voor PC ‘s, smartphones, camera’ s en auto-elektronica.
innovatieve legeringen
Er zijn legeringen die, hoewel ze vrij recente ontdekkingen zijn, al erkenning hebben gekregen dankzij hun superieure eigenschappen en die op grote schaal worden gebruikt in de luchtvaart-en ruimtevaarttechniek en de medische industrie.
Titaniumaluminide is een legering van titanium en aluminium die bestand is tegen hoge temperaturen en corrosie, maar vrij Bros is en niet kan worden gevormd., Toch is het nuttig gebleken bij de productie van speciale beschermende coatings.een titanium – en goudlegering is een ander uniek materiaal dat enkele jaren geleden werd ontwikkeld door een team van wetenschappers van Amerikaanse universiteiten. De belangrijkste uitdaging die deze wetenschappers aanpakten was om iets sterkers dan titanium te maken dat gebruikt kon worden voor medische prothesen die in contact kwamen met biologisch weefsel. Titanium prothesen, hoewel sterk, slijten relatief snel, die elke tien jaar moeten worden vervangen., De titanium-en goudlegering, aan de andere kant, is vier keer zo duurzaam gebleken als de legeringen die momenteel worden gebruikt in protheses.