Ең күшті металл дегеніміз не? Металдардағы беріктікке арналған түпкілікті нұсқаулық?

Ең күшті металл дегеніміз не? Металдардағы беріктікке арналған соңғы нұсқаулық

Мазмұны

1. Кіріспе

2. Ең күшті металды қалай анықтаймыз?

3. Күштік критерийлері бойынша топ-10 ең күшті металдар

4. Титанға қарсы вольфрамға қарсы болатқа жақынырақ қарау

5. Күшті металдарды қолдану

6. Ең күшті металл туралы мифтер

7. Қорытынды

8. Жиі қойылатын сұрақтар

1. Кіріспе

Адамдар ең күшті металл дегеніміз не деп сұрағанда, жауап күшті қалай анықтайтынымызға байланысты. Біз созылу күші, аққыштық күші, қаттылық немесе соққыға төзімділікке сілтеме жасаймыз ба? Қолданылатын күштің немесе кернеудің түріне байланысты әртүрлі металдар әртүрлі жұмыс істейді.

Бұл мақалада біз материалтануда беріктік қалай анықталатынын, әртүрлі санаттарда қандай металдар ең күшті болып саналатынын және олардың аэроғарыш, құрылыс, қорғаныс және медицина сияқты салаларда қалай қолданылатынын зерттейміз.

2. Ең күшті металды қалай анықтаймыз

Металдардағы беріктік бір өлшемге сәйкес келетін ұғым емес. Оны механикалық қасиеттердің бірнеше түріне қарай бағалау керек. Негізгі критерийлерге мыналар жатады:

Созылу күші
Созылу күші металдың сыну алдында созылған кезде төзе алатын максималды кернеуін өлшейді.

Өнімділік күші
Ағымдық беріктік металдың тұрақты деформациялануын бастайтын кернеу деңгейін білдіреді.

Қысу күші
Бұл металдың сығылуға немесе сығуға қаншалықты төзімді екенін көрсетеді.

Қаттылық
Қаттылық деформацияға немесе сызатқа төзімділікті өлшейді. Ол әдетте Мохс, Викерс немесе Роквелл шкаласы арқылы өлшенеді.

Соққыға төзімділік
Бұл металдың энергияны қаншалықты жақсы сіңіретінін және кенеттен әсер еткенде сынуға қарсы тұратынын бағалайды.

Қандай қасиетке басымдық беретініңізге байланысты ең берік металл әртүрлі болуы мүмкін.

3. Әлемдегі ең күшті 10 метал

Төменде металдар мен қорытпалардың беріктікке байланысты санаттардағы өнімділігіне негізделген тізімі берілген.

1. Вольфрам
Созылу беріктігі 1510 - 2000 МПа
Шығымдылық күші 750-ден 1000 МПа-ға дейін
Mohs қаттылығы 7.5
Қолданулар Аэроғарыш компоненттері, радиациядан қорғау

2. Марaging Steel
Созылу беріктігі 2000 МПа астам
Шығымдылық күші 1400 МПа
Mohs қаттылығы шамамен 6
Қолданбалар Құралдар, қорғаныс, аэроғарыш

3. Титан қорытпаларыТи-6Ал-4В
Созылу күші 1000 МПа немесе одан да көп
Шығымдылық күші 800 МПа
Mohs қаттылығы 6
Қолданулар Ұшақтар, медициналық имплантаттар

4. Хром
Созылу беріктігі 700 МПа дейін
Шығымдылық күші шамамен 400 МПа
Mohs қаттылығы 8.5
Қолданулар Қабат, жоғары температуралы қорытпалар

5. InconelСуперқорытпа
Созылу беріктігі 980 МПа
Шығымдылық күші 760 МПа
Mohs қаттылығы шамамен 6,5
Қолданулар Реактивті қозғалтқыштар, теңіз қолданбалары

6. Ванадий
Созылу беріктігі 900 МПа дейін
Шығымдылық күші 500 МПа
Mohs қаттылығы 6.7
Қолданулары Аспаптық болаттар, реактивті бөлшектер

7. Осмий
Созылу күші шамамен 500 МПа
Шығымдылық күші 300 МПа
Mohs қаттылығы 7
Қолданулар Электр контактілері, фонтан қаламдары

8. Тантал
Созылу беріктігі 900 МПа
Шығымдылық күші 400 МПа
Mohs қаттылығы 6.5
Қолданулар Электроника, медициналық құрылғылар

9. Цирконий
Созылу беріктігі 580 МПа дейін
Шығымдылық күші 350 МПа
Mohs қаттылығы 5.5
Қолданылуы Ядролық реакторлар

10. Магний қорытпалары
Созылу беріктігі 350 МПа
Шығымдылық күші 250 МПа
Mohs қаттылығы 2.5
Қолданулар Жеңіл құрылымдық бөлшектер

4. Титанға қарсы вольфрамға қарсы болатқа жақынырақ қарау

Бұл металдардың әрқайсысының бірегей күшті және әлсіз жақтары бар.

Вольфрам
Вольфрам ең жоғары созылу беріктігінің біріне және барлық металдардың ең жоғары балқу температурасына ие. Ол өте тығыз және жоғары қызу қолданбаларында жақсы жұмыс істейді. Дегенмен, ол таза түрде сынғыш болып табылады, оны құрылымдық қолданбаларда пайдалануды шектейді.

Титан
Титан өзінің тамаша беріктік пен салмақ қатынасымен және табиғи коррозияға төзімділігімен танымал. Шикізат саны бойынша ең күшті болмаса да, ол аэроғарыштық және биомедициналық мақсаттарға арналған күш, салмақ және беріктік тепе-теңдігін ұсынады.

Болат қорытпалары
Болат, әсіресе легирленген пішіндерде, мараждау немесе аспаптық болат сияқты, өте жоғары созылу және шығымдылыққа қол жеткізе алады. Болат сонымен қатар кеңінен қол жетімді, өңдеуге және дәнекерлеуге оңай, құрылыс пен өндірісте үнемді.

5. Күшті металдарды қолдану

Күшті металдар көптеген заманауи салаларда қажет. Олардың қосымшалары мыналарды қамтиды:

Аэроғарыш және авиация
Титан қорытпалары мен Inconel жоғары беріктік пен салмаққа қатынасына және ыстыққа төзімділігіне байланысты ұшақ конструкциялары мен қозғалтқыштарында қолданылады.

Құрылыс және инфрақұрылым
Жоғары берік болаттар көпірлерде, тіреген ғимараттарда және құрылымдық бөлшектерде қолданылады.

Медициналық құрылғылар
Титан биоүйлесімділігі мен беріктігіне байланысты хирургиялық имплантаттар үшін қолайлы.

Теңіз және су асты инженериясы
Инконель мен цирконий коррозияға және қысымға төзімді болғандықтан терең теңізде және теңіз орталарында қолданылады.

Қорғаныс және әскери
Вольфрам және жоғары сапалы болаттар броньды тесіп өтетін оқ-дәрілерде, көлік құралдарының броньдарында және аэроғарыштық қорғаныс компоненттерінде қолданылады.

6. Ең күшті металл туралы мифтер

Күшті металдар тақырыбының айналасында көптеген қате түсініктер бар. Төменде бірнеше ортақ:

Миф Тот баспайтын болат - ең күшті металл
Тот баспайтын болат коррозияға төзімділігіне байланысты кеңінен қолданылады, бірақ ол созылу немесе аққыштық беріктігі бойынша ең берік емес.

Миф титан барлық жағдайда болаттан күшті
Титан жеңілірек және коррозияға өте төзімді, бірақ кейбір болаттар абсолютті созылу және аққыштық беріктігі бойынша одан асып түседі.

Миф таза металдар қорытпалардан күшті
Ең берік материалдардың көпшілігі шын мәнінде қорытпалар болып табылады, олар таза металдарда жиі жетіспейтін нақты қасиеттерді оңтайландыру үшін жасалған.

7. Қорытынды

Ең берік металл сіздің беріктік анықтамаңызға және мақсатты қолдануыңызға байланысты.

Вольфрам көбінесе шикі созылу күші мен ыстыққа төзімділігі бойынша ең күшті болып табылады.
Титан салмақ маңызды фактор болған кезде жарқырайды.
Болат қорытпалары, әсіресе мараждық және аспаптық болаттар, беріктік, құн және қолжетімділік тепе-теңдігін ұсынады.

Кез келген қолдану үшін металды таңдағанда, механикалық беріктік, салмақ, коррозияға төзімділік, құны және өңдеуге қабілеттілігін қоса алғанда, барлық тиісті өнімділік факторларын ескеру маңызды.

8. Жиі қойылатын сұрақтар

Алмаз вольфрамнан күшті
Алмаз вольфрамға қарағанда қаттырақ, бірақ ол металл емес және соққы кезінде сынғыш болуы мүмкін. Вольфрам қаттылық пен созылу күші жағынан күштірек.

Неліктен вольфрам соншалықты күшті?
Вольфрам тығыз оралған атомдық құрылымға және күшті атомдық байланыстарға ие, бұл оған теңдесі жоқ тығыздық, қаттылық және балқу температурасын береді.

Ол титанға қарағанда берік
Иә, кейбір болаттар созылу және аққыштық беріктігі бойынша титанға қарағанда берік, дегенмен титанның беріктік пен салмақ арақатынасы жоғары.

Әскерде қолданылатын ең берік металл қандай?
Вольфрам мен мараждық болат жоғары кернеу мен әсерге төтеп беру қабілеті үшін қорғаныс қолданбаларында қолданылады.

Жеке пайдалану үшін ең берік металды сатып ала аламын ба?
Иә, вольфрам, титан және жоғары берік болаттар өнеркәсіптік жеткізушілер арқылы коммерциялық қол жетімді, бірақ олар тазалығы мен пішініне байланысты қымбат болуы мүмкін.