czym więc jest twardość? Jest to zdolność materiału do wytrzymania obciążeń zewnętrznych bez zerwania. Twardość metalu zależy od wielu cech i parametrów, takich jak jego wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na ściskanie, punkt, w którym staje się formowalny, punkt trwałego odkształcenia, odporność na pękanie itp.

stopy twarde i metale naturalne

stopy są produktem łączenia różnych metali. Wynikają one z konieczności posiadania metali o szerokim zakresie właściwości, w tym różnej twardości., Jednym z ważnych stopów w tym sensie jest stal, która jest połączeniem żelaza i węgla. Więc, jakie metale są uważane za najtrudniejsze na Ziemi?

ponieważ współczynniki twardości metali w całym zakresie atrybutów, trudno jest definitywnie zaszeregować metale od najtwardszych do najdelikatniejszych. Skala twardości metali zależy od tego, która właściwość jest kluczowa dla danego zastosowania.

Stal i jej stopy

Stal jest twardym stopem żelaza i węgla z domieszkami innych pierwiastków, w tym krzemu, manganu, wanadu, niobu itp., Różne techniki stopowe mogą pomóc w produkcji stali o zupełnie innych właściwościach.

tak więc stal wysokowęglowa jest stopem żelaza o wysokiej zawartości węgla. Jest twardy, stosunkowo niedrogi, trwały i dobry do obróbki metalu. Niektóre wady to słaba zdolność hartowania i niska odporność na ciepło, które sprawiają, że stal wysokowęglowa jest wrażliwa na środowiska korozyjne.

zastosowania: produkcja oprzyrządowania, części maszyn i skomplikowanych mechanizmów, elementów konstrukcji metalowych. Ważnym warunkiem wstępnym dla tych zastosowań jest środowisko niekorozyjne.,

Stal ze stopem żelaza i niklu jest jednym z najtwardszych związków. Chociaż istnieje kilka jego odmian, stal węglowa stopowana niklem ogólnie zwiększa granicę plastyczności stopu do 1,420 MPa przy wytrzymałości na rozciąganie do 1,460 MPa.

zastosowania: stopy na bazie niklu są stosowane w niektórych typach potężnych reaktorów jądrowych jako ochronne powłoki wysokotemperaturowe, aby zapobiec korozji prętów uranu.,

stal nierdzewna jest odpornym na korozję stopem stali, chromu i manganu o granicy plastyczności do 1560 MPa i wytrzymałości na rozciąganie do 1600 MPa. Podobnie jak każda inna stal, stop ten charakteryzuje się wysoką odpornością na uderzenia i znajduje się w środku skali twardości Mohsa.

Aplikacje: jako materiał odporny na korozję, stal nierdzewna jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach, w tym w przemyśle petrochemicznym, ciężkiej inżynierii, budownictwie, wytwarzaniu energii elektrycznej, przemyśle stoczniowym, przemyśle spożywczym i sprzęcie AGD.,

Extra-twarde stopy

stopy z węglików wolframu, tytanu lub tantalu w rdzeniu mają twardość, że nawet Thor ' s hammer nie może dorównać.

Tytan jest naturalnym metalem, który jest często określany przez media i filmowców jako bardzo twardy materiał. Jego stosunek wytrzymałości do masy jest prawie dwukrotnie większy niż w przypadku stopów stali. Jego stosunek wytrzymałości na rozciąganie do gęstości jest najwyższy wśród wszystkich metali, pokonując Wolfram, który jednak osiąga wyższe wyniki niż tytan w skali Mohsa. To powiedziawszy, Stopy tytanu są trwałe i lekkie.,

zastosowania: tytan i jego stopy są często używane w inżynierii lotniczej do powlekania statków kosmicznych, zbiorników paliwa i części silników odrzutowych. Jest również szeroko rozpowszechniony w przemyśle stoczniowym, budowie rurociągów w środowiskach korozyjnych oraz jako materiał ramowy.

jako naturalny metal o najwyższej wytrzymałości na rozciąganie, wolfram jest często łączony ze stalą i innymi metalami, aby osiągnąć jeszcze silniejsze stopy. Jednak wolfram jest kruchy i niszczący na wpływ, które są niektóre z jego wad.,

zastosowania: wolfram jest stosowany w przemyśle stalowym do stali stopowych i różnych stopów, w elektrotechnice do elementów sprzętu oświetleniowego, w inżynierii ciężkiej i lotniczej, a także w inżynierii kosmicznej i przemyśle chemicznym. Stop wolframu i węgla (węglik wolframu) znajduje się w narzędziach skrawających, takich jak noże i piły tarczowe, a także w trwałych częściach roboczych urządzeń górniczych i rolek.

Tantal oferuje trzy zalety jednocześnie: jest twardy, gęsty i odporny na korozję. Należy do wysoko topliwych metali, takich samych jak Wolfram.,

Aplikacje: tantal jest używany do produkcji elektroniki i ciężkich skraplaczy do komputerów osobistych, smartfonów, aparatów fotograficznych i elektroniki samochodowej.

innowacyjne stopy

istnieją stopy, które mimo dość niedawnych odkryć zdobyły już uznanie dzięki swoim doskonałym właściwościom i są szeroko stosowane w inżynierii lotniczej i przemyśle medycznym.

glinek tytanu jest stopem tytanu i aluminium, który jest odporny na wysokie temperatury i korozję, ale jest dość kruchy i brakuje formowalności., Niemniej jednak, okazało się przydatne w produkcji specjalnych powłok ochronnych.

stop tytanu i złota to kolejny unikalny materiał opracowany kilka lat temu przez zespół naukowców z amerykańskich uniwersytetów. Kluczowym wyzwaniem, z jakim zmagali się naukowcy, było stworzenie czegoś mocniejszego niż tytan, który mógłby być używany do medycznych urządzeń protetycznych mających kontakt z tkankami biologicznymi. Protezy tytanowe, choć mocne, zużywają się stosunkowo szybko, wymagając wymiany co dziesięć lat., Z kolei stop tytanu i złota okazał się czterokrotnie trwalszy od stopów stosowanych obecnie w protetyce.