强度是金属使用时的一个重要品质,在建筑、运输、重工业和工具制造中尤为重要。
合金金属通常会比纯金属更强。
但是在讨论最强金属时,首先应该考虑的是强度。
金属的强度有多种不同的测试方法:
*屈服强度
*抗压强度
*拉伸强度
*冲击强度
不同类型强度的重要性取决于金属的预期用途。
什么是“最强的”金属?
在世界上,有许多金属都可以被认为是“最强的”。
当然,是否最强在很大程度上取决于金属的预期用途。
但还有另一个考虑因素,则是每种金属形成的各种合金。
四种最强的金属:
*钢
*钛
*钨
*铬镍铁合金
钢:
钢是铁和碳的合金,一般会与其他元素结合使用。
钢是通过在熔炉中加热铁矿石而制成的,在熔炉中添加碳并除去杂质。
生铁具有延展性但脆弱,添加其他元素(如锰,铌或钒)则可以提高钢的强度和硬度。
但是,添加的这些元素也会影响其他属性,例如韧性和延展性。
钢铁是现代世界中最常见的材料之一,每年生产的钢铁以亿计量。
它广泛用于交通运输、基础设施、建筑和武器行业。
大多数大型现代建筑,如摩天大楼、机场和桥梁都是由钢结构支撑。
尽管铝越来越受欢迎,但在汽车工业中,钢仍是主要材料。
钢还用于较小的物品,例如螺丝、钉子和厨房用具等。
合金钢有多种形式:
*不锈钢是一种耐腐蚀合金,其铬含量最少为11%。
*工具钢与钨、钴形成合金,其硬度出色。工具钢可以被制成锋利的切削刃,可可用于轴和钻头。
*马氏体时效钢是与镍等其他元素形成的合金,它的碳含量低但非常坚固。马氏体时效钢用于火箭和导弹的外壳,也用于铀浓缩的气体离心机和防护工具。
钛:
钛低密度、高强度,是一种银色金属。
值得注意的是,钛具有最强的拉伸强度与密度比。
但是,钛并没有某些热处理的钢那样坚硬。
钛通常与铁、铝、钒在内的多种元素形成合金。
钛合金坚固而轻量,非常适合汽车、航空航天、军事和工业应用。
在目前所生产的钛金属中,有三分之二用于飞机零件。
钛还具有很高的抗海水腐蚀能力,非常适合螺旋桨轴、索具以及潜水员的刃。
钨:
钨是一种稀有金属,它呈金属灰色,易碎且难以加工。
但如果将它精炼成最纯净的状态,则其硬度将超过大多数的钢。
在所有纯金属中,钨具有最高的熔点、最低的蒸气压和最高的拉伸强度。
它还具有所有纯金属中最低的热膨胀系数。
将钨与钢合金化,可以大大提高钨的韧性。
目前所产的钨中,约有一半用于生产硬质材料,主要是碳化钨。
碳化钨用于制造刃、钻、圆锯和车床。
金属加工、采矿、建筑和石油工业严重依赖碳化钨工具。
钨也被用来制造合金。
钨的高熔点使其非常适合制造火箭和导弹。
铬镍铁合金:
铬镍铁合金是一种奥氏体镍铬超合金。
它的特点是强度高,在高温下强度也不会减弱。
此外,它还具有很高的抗氧化和抗腐蚀能力。
铬镍铁合金的特性使其适合在极端环境中使用。
它通常用于燃气涡轮叶片、井泵电机轴、化工处理厂和核压水反应堆中。