Vilka är de Starkaste Metallerna?

Styrka är en viktig egenskap vid användning av metaller. Detta gäller särskilt inom konstruktion, transport, tung industri och verktygstillverkning. Metallegeringar är ofta starkare än en metall i sin rena form. När vi diskuterar de starkaste metallerna bör vi först överväga vad vi menar med styrka.

De olika typerna av metallstyrka

Det finns ett antal olika mått på hållfasthet hos en metall:

  • Sträckgränsen mäter den lägsta spänningen som kommer att resultera i permanent deformation.
  • Tryckhållfasthet mäter mängden klämspänning som kommer att orsaka defekter.
  • Draghållfasthet mäter mängden dragspänning som kommer att orsaka defekter.
  • Slaghållfasthet mäter mängden slagenergi som kommer att orsaka en fraktur.
  • Betydelsen av de olika typerna av hållfasthet beror på den avsedda användningen av metallen.

Vilka är de starkaste metallerna?

Det finns ett antal metaller som kan anses vara ”de starkaste”. Naturligtvis beror detta mycket på den avsedda användningen av metallen. En annan faktor är de olika legeringarna som kan formas med varje metall.

Som sagt, fyra metaller sticker ut som de starkaste:

  • Stål
  • Titan
  • Volfram
  • Inconel

Stål

Stål är en legering av järn och kol, ofta i kombination med andra grundämnen. Den tillverkas genom att värma järnmalm i ugnar där föroreningar avlägsnas och kol tillsätts. Råjärn är segt och svagt, men tillsatsen av andra grundämnen som mangan, niob eller vanadin ger stålstyrka och hårdhet. Det är dock viktigt att komma ihåg att dessa ytterligare element också påverkar andra egenskaper, såsom seghet och duktilitet.

Stål är ett av de vanligaste materialen i den moderna världen – med mer än 1,3 miljarder ton stål som produceras varje år. Det används ofta inom transport-, infrastruktur-, byggnads- och vapenindustrin. De flesta stora moderna byggnader – inklusive skyskrapor, flygplatser och broar – hålls uppe av stålkonstruktioner. Inom bilindustrin är stål fortfarande det huvudsakliga materialet, även om aluminium blir alltmer populärt. Stål används även i mindre föremål som skruvar, spikar och köksredskap.

Det finns många former av stållegeringar:

Rostfritt stål är en korrosionsbeständig legering som innehåller minst 11 % krom.

Verktygsstål är legerade med volfram och kobolt och är kända för sin hårdhet. Verktygsstål kan behålla en vass skäregg och används i yxor och borrar.

Maråldrat stål är legerat med nickel och andra element. Den har låg kolhalt och är extremt stark. Maråldrat stål används i raket- och missilhudar, gascentrifuger för urananrikning och stängselblad.

Titan

Titan är en silverfärgad metall med låg densitet och hög hållfasthet. Det är anmärkningsvärt för att ha det högsta draghållfasthets-till-densitetsförhållandet av något metalliskt element. Det är dock inte lika svårt som vissa varianter av värmebehandlat stål.

Titan legeras vanligtvis med en rad olika element inklusive järn, aluminium och vanadin. Titanlegeringar är starka och lätta, vilket gör dem idealiska för fordons-, rymd-, militära och industriella tillämpningar. Två tredjedelar av all titanmetall som produceras används till flygplansdelar. Titan är också mycket motståndskraftigt mot havsvattenkorrosion vilket gör det perfekt för propelleraxlar och rigg samt dykarknivar.

Volfram

Volfram är en sällsynt metall som finns på jorden i form av kemiska föreningar. Den har en metallisk grå färg, är spröd och svår att arbeta. Om den förädlas till sin renaste form har den en hårdhet som överstiger den för de flesta stål. Av alla rena metaller har volfram den högsta smältpunkten, lägsta ångtrycket och högsta draghållfastheten. Den har den lägsta termiska expansionskoefficienten av någon ren metall.

Tungstens seghet förbättras avsevärt genom att legera den med stål.

Ungefär hälften av all volfram används för tillverkning av hårda material, främst volframkarbid. Volframkarbid används för att tillverka knivar, borrar, cirkelsågar och svarvar. Metallbearbetnings-, gruv-, bygg- och petroleumindustrin är starkt beroende av volframkarbidverktyg. Volfram används också för att tillverka legeringar. Den höga smältpunkten för volfram gör den idealisk för raket- och missiltillverkning.

Inconel

Inconel är en typ av austenit nickel-krom superlegering. Den kännetecknas av sin höga hållfasthet som inte försämras vid höga temperaturer. Det är också mycket oxidations- och korrosionsbeständigt.

Inconels egenskaper gör den lämplig för service i extrema miljöer. Det används vanligtvis i gasturbinblad, brunnspumpmotoraxlar, kemiska bearbetningsanläggningar och kärnkraftsreaktorer för tryckvatten.

Lämna ett svar

Läs även...