Какие металлы самые прочные и твёрдые в мире?

Как определяется прочность металла?

Когда говорят о прочности металла, имеют в виду такие его свойства:

• Прочность при растяжении. Чтобы измерить прочность при растяжении, нужно измерить силу, которая потребуется для того, чтобы растянуть материал до точки, в которой он разломится на части. Например, золото имеет низкую прочность, потому что его легко разорвать, а вот сталь – высокую.

• Прочность при сжатии. Это показатель того, насколько хорошо материал сопротивляется сжатию. Если выразится проще – это твердость материала. Для измерения твёрдости материалов используют шкалу Мооса. В этой шкале 10 делений, где 0 – самый мягкий, а 10 – самый твердый материал. Например, алмазы относятся к 10-балльной прочности.

• Предел текучести. Предел текучести определяется тем, насколько хорошо изделие из определенного металла сопротивляется изгибам и постоянной деформации.

• Ударопрочность. Это способность материала противостоять ударам без разрушения. Если вернуться к алмазам, то они имеют 10 баллов по шкале Мооса, но могут быть разбиты при ударе молотком. В то время как сталь выдержит удар и не разлетится на осколки.

Какой металл самый прочный и твёрдый?

Получается, что одни металлы более прочные, а другие — более твёрдые. Например, по общей прочности ничто не сравнится со сталью. Если говорить о твёрдости, то здесь лидирует вольфрам. А соперник как прочной стали, так и твёрдого вольфрама — титан. Давайте разберём свойства и области применения самых прочных и твёрдых металлов.

Углеродистая сталь

Этот сплав железа и углерода (отсюда и название) существует уже много веков и его используют во всех сферах применения металлов: от строительства зданий, мостов и дорог до предметов повседневного пользования. Углеродистая сталь имеет высокие показатели по всем четырем свойствам, определяющим прочность.

• Предел текучести – 260 МПа.
• Прочность на разрыв – до 580 МПа.
• Твердость — 6 по шкале Мооса.
• Высокая ударопрочность.

Нержавеющая сталь

Это особый сплав стали, хрома и марганца. В результате смешивания получается коррозионностойкий металл с удивительными свойствами. Нержавеющая сталь хорошо подходит для токарной и фрезерной обработки.

• Предел текучести – до 1560 МПа.
• Прочность на разрыв – до 1600 МПа.
• Высокая ударопрочность.
• Твердость — от 5,5 до 6,3 по шкале Мооса.

Вольфрам

Вольфрам обладает самой высокой прочностью на разрыв и самой высокой температурой плавления среди всех встречающихся в природе металлов. В чистом виде он используется нечасто, поскольку хрупок и склонен к разрушению под ударом. Поэтому его сплавляют с другими металлами для создания еще более прочных материалов.

• Прочность на разрыв – до 1725 МПа.
• Предел текучести – 750 МПа.
• Низкая ударопрочность.
• Твердость — 7,5 по шкале твердости Мооса.

Карбид вольфрама

Как мы объяснили выше, вольфрам от природы очень хрупок, поэтому его сплавляют с другими материалами. При соединении с углеродом получается карбид вольфрама. Твердость этого материала делает его идеальным для использования в инструментах с режущими кромками, от обычных ножей до дисковых пил. Военные используют вольфрам для изготовления снарядов и ракет

• Предел текучести – от 300 до 1000 МПа.
• Прочность на разрыв – от 500 до 1500 МПа.
• Высокая ударопрочность.
• Твердость — от 9 до 9,5 по шкале Мооса.

Титан

Часто используется в аэрокосмической промышленности. Чистый титан имеет низкий предел текучести — от 275 до 580 МПа. Поэтому его обычно легируют для получения более прочных вариантов.

• Титановые сплавы могут иметь предел текучести до 1200 МПа.
• Прочность на разрыв – до 980 МПа.
• Твердость — 6 по шкале Мооса.

Тантал

Редкий тугоплавкий металл, схожий в этом смысле с вольфрамом. Из-за своей высокой стоимости используется в небольших количествах в чаще всего в производстве сложной техники: мощных конденсаторов, автомобильной электроники, смартфонов, фотокамер.

• Предел текучести –до 170 МПа.
• Прочность на разрыв – 285 МПа.
• Высокая ударопрочность.
• Твердость — 6,5 по шкале Мооса.