Så vad är hårdhet? Det är ett materials förmåga att motstå yttre belastningar utan att bryta. Metallhårdhet beror på många egenskaper och parametrar, såsom dess draghållfasthet och tryckhållfasthet, den punkt när det blir formbar, punkten för permanent deformation, sprickmotstånd, etc.
hårda legeringar och naturliga metaller
legeringar är en produkt som kombinerar olika metaller. De härrör från nödvändigheten av att ha metaller med ett brett spektrum av egenskaper, inklusive olika hårdhet., En av de viktiga legeringarna i den meningen är stål, vilket är en kombination av järn och kol. Så då, vilka metaller anses vara de svåraste på jorden?
eftersom metallhårdhetsfaktorer i en hel rad attribut är det svårt att definitivt rangordna metaller från svårast till mjukaste. Hårdhetsskalan av metaller beror på vilken egenskap som är nyckeln till en given applikation.
stål och dess legeringar
stål är en hård legering av järn och kol med tillsatser av andra element, inklusive kisel, mangan, vanadin, niob, etc., Olika legeringstekniker kan hjälpa till att producera stål med helt olika egenskaper.
således är ett högkolstål en järnlegering med hög kolhalt. Det är tufft, relativt billigt, hållbart och bra för metallbearbetning. Vissa nackdelar inkluderar dålig härdningskapacitet och låg värmebeständighet, vilket gör kolstål känsligt för frätande miljöer.
applikationer: tillverkning av verktyg, delar av maskiner och komplicerade mekanismer, metallkonstruktionselement. En viktig förutsättning för dessa tillämpningar är en icke-korrosiv miljö.,
stål med en legering av järn och nickel är en av de svåraste föreningarna. Medan det finns flera varianter av det, kolstål legerat med nickel ökar i allmänhet legeringens avkastningspunkt till 1,420 MPa med en draghållfasthet på upp till 1,460 mpa.
tillämpningar: nickelbaserade legeringar används i vissa typer av kraftfulla kärnreaktorer som skyddande högtemperaturskal för att hålla uranstänger frätande.,
rostfritt stål är en korrosionsbeständig legering av stål, krom och mangan med en utbytespunkt på upp till 1,560 MPa och draghållfasthet på upp till 1,600 mpa. Precis som alla andra stål, har denna legering hög motståndskraft mot stötar och platser i mitten av Mohs hårdhetsskalan.
applikationer: som korrosionsbeständigt material används rostfritt stål i stor utsträckning inom olika områden, inklusive den petrokemiska industrin, tungteknik, konstruktion, elproduktion, varvsindustrin, livsmedelsindustrin och hushållsapparater.,
extra hårda legeringar
legeringar med volframkarbider, titan eller tantal i kärnan har hårdhet som inte ens Thors hammare kunde matcha.
Titan är en naturlig metall som ofta kallas av media och filmskapare som ett extra hårt material. Dess styrka-viktförhållande är nästan dubbelt så mycket som stållegeringar. Dess draghållfasthet till densitet förhållandet är den högsta bland alla metaller, slå volfram, som dock poäng högre än titan på Mohs skala. Med detta sagt är titanlegeringar hållbara och lätta.,
program: titan och dess legeringar används ofta i flyg-och rymdteknik för rymdfarkoster plätering, bränsletankar och jet motordelar. Den är också utbredd inom varvsindustrin, rörledningskonstruktion för korrosiva miljöer och som rammaterial.
som en naturlig metall med den högsta draghållfastheten kombineras volfram ofta med stål och andra metaller för att uppnå ännu starkare legeringar. Volfram är emellertid sprött och förstörbart på påverkan, vilket är några av dess nackdelar.,
program: volfram används inom stålindustrin för att göra legeringsbehandlade stål och olika legeringar, inom elektroteknik för belysningsutrustning element, i tung och flygplansteknik, samt inom rymdteknik och kemisk industri. Volfram och kol legering (volframkarbid) finns i skärverktyg, såsom knivar och cirkelsågar, samt i hållbara arbetsdelar av gruvutrustning och rullar.
tantal erbjuder tre fördelar på en gång: det är svårt, tätt och frätande resistent. Det tillhör högsmältande metaller, samma som volfram.,
program: tantal används för att göra elektronik och tunga kondensorer för persondatorer, smartphones, kameror och fordonselektronik.
innovativa legeringar
det finns legeringar som trots att de är ganska nya upptäckter redan har vunnit erkännande tack vare sina överlägsna egenskaper och används ofta inom flyg-och rymdteknik och medicinsk industri.
Titanaluminid är en legering av titan och aluminium som är resistent mot höga temperaturer och korrosion men är ganska spröd och saknar formbarhet., Ändå har det visat sig vara användbart vid framställning av speciella skyddande beläggningar.
en titan och guldlegering är ett annat unikt material som utvecklats för några år sedan av ett team av forskare från amerikanska universitet. Den viktigaste utmaningen dessa forskare tog itu med var att skapa något starkare än titan som skulle kunna användas för medicinska protesenheter som kommer i kontakt med biologisk vävnad. Titanproteser, även om de är starka, slits ut relativt snabbt och kräver ersättning vart tionde år., Titan och guldlegeringen har å andra sidan visat sig vara fyra gånger så hållbara som de legeringar som för närvarande används i proteser.