Dünyadaki en zor metal nedir?

Metaller söz konusu olduğunda, sertlik çeşitli uygulamalara uygunluklarını belirleyen önemli bir özelliktir. Ama dünyadaki en sert metal tam olarak nedir? Cevap göründüğü kadar basit değildir, çünkü "sertlik", çizik direnci, girinti direnci veya gerilme mukavemeti gibi farklı şekillerde tanımlanabilir. Bununla birlikte, bir metal genel sertlik açısından sürekli olarak göze çarpmaktadır: tungsten.
Metallerde sertliği anlamak
Tungsten'in neden en sert metal olarak kabul edildiğine dalmadan önce, sertliğin nasıl ölçüldüğünü açıklığa kavuşturmak önemlidir. Malzeme biliminde sertlik tipik olarak Mohs sertlik ölçeği (çizik direnci için) ve Vickers veya Rockwell ölçekleri (girinti direnci için) gibi ölçekler kullanılarak değerlendirilir.
• MOHS ölçeği, malzemeleri 1'den (en yumuşak, talk gibi) 10'a (en zor, elmas gibi) sıralar. Metaller genellikle bu ölçekte 2 ila 9 arasında düşer.
• Vickers sertlik testi, bir malzemenin bir elmas piramidin girintisine karşı direncini ölçer ve sonuçlar Vickers sertliği (HV) birimlerinde bildirilir. Daha yüksek HV değerleri daha fazla sertliği gösterir.
Metaller için, bu ölçümlerin bir kombinasyonu - erime noktası ve gerilme mukavemeti - gibi özelliklerle birlikte "sertliklerini" pratik açıdan belirlemeye yardımcı olur. Tungsten, birden fazla metrikte mükemmelleşerek onu en iyi yarışmacı haline getiriyor.
Tungsten: Doğal olarak oluşan en zor metal
Kimyasal W ve atom sayısı 74 sembolü olan Tungsten, olağanüstü sertliği ile bilinen nadir bir metaldir. İşte bu yüzden başlığı kazanıyor:
• MOHS sertliği: Tungsten, Mohs ölçeğinde 7.5 civarında yer alıyor ve diğer metallerin çoğuna yerleştiriyor. Karşılaştırma için, çelik tipik olarak 4 ila 7 arasında değişirken, titanyum 6'da oturur.
• Vickers sertliği: Saf Tungsten, yaklaşık 343 HV'lik bir Vickers sertliğine sahiptir, ancak diğer metallerle (nikel, demir veya kobalt gibi) alaşımlı olduğunda, sertliği önemli ölçüde artar. Tungsten ve karbon bileşiği olan Tungsten karbür, 1.800-2,400 HV - 'lık bir Vickers sertliğine sahiptir ve onu en zorlu adam - yapılmış metal -} tabanlı malzemelerden biri yapar.
• Erime noktası: Tungsten, 6.192 derece F (3.422 derece) ile herhangi bir metalin en yüksek erime noktasına sahiptir. Bu aşırı ısı direnci, sertliğine de katkıda bulunan güçlü atomik bağlarıyla bağlantılıdır.
• Çekme mukavemeti: Tungsten, dayanıklı ve sert bir metal olarak itibarını daha da artırarak yüksek bir gerilme mukavemetine (kırılmadan önce dayanabileceği maksimum stres) sahiptir.
Tungsten diğer sert metallerle nasıl karşılaştırılır​
Diğer metaller zor olsa da, hiçbiri Tungsten'in genel performansıyla eşleşiyor:
• Krom: Krom sertliği ile bilinir (MOHS 8.5) ve genellikle çizik direnci eklemek için diğer metalleri plakalamak için kullanılır. Bununla birlikte, yapısal uygulamalarda tungsten'den kırılgan ve daha az çok yönlüdür.
• Titanyum: Titanyum güçlü ve hafiftir, ancak Tungsten'den daha düşük MOHS sertliğine (6) ve Vickers sertliğine (yaklaşık 200 HV) sahiptir.
• Çelik alaşımları: Yüksek - karbon çeliği veya alet çeliği çok sert olabilir, ancak sertlikleri genellikle ısıl işlem yoluyla elde edilir ve tungsten'in doğal sertliği ve ısı direnciyle eşleşmezler.
• Osmiyum: Osmiyum, MOHS sertliğine sahip yoğun bir metaldir, ancak tungsten'den daha az ve daha kırılgandır ve pratik kullanımını sınırlar.
Özellikle Tungsten karbür, birçok metal ve hatta bazı seramiklerden daha iyi performans gösterir. Çoğu çelikten daha zordur ve sadece elmas veya kübik bor nitrür gibi malzemelerle çizilebilir.
Tungsten'in sertliğinin pratik uygulamaları
Tungsten'in sertliği, ısı direnci ve gücü ile birleştiğinde, çeşitli endüstrilerde paha biçilmez hale getirir:
• Araç yapımı: Tungsten karbür, kesme aletleri, matkap bitleri ve öğütme ekleri yapmak için kullanılır. Bu aletler, çelik, beton ve hatta diğer metaller gibi sert malzemeleri hızlı bir şekilde donatmadan kesebilir.
• Havacılık ve Savunma: Tungsten, roket nozullarında, zırh - delici mühimmat ve yüksek sıcaklıklara ve aşırı kuvvetlere dayanması gereken uçak parçalarında kullanılır.
• Elektronik: Akkor ampuller ve elektron mikroskoplarındaki tungsten filamentleri, yüksek sıcaklıklarda erimeye direnme yeteneğine dayanır.
• Madencilik ve İnşaat: Tungsten - uçlu matkap bitleri ve testere bıçakları kaya ve betona delmek için gereklidir.
Tungsten sınırlamaları
Sertliğine rağmen, Tungsten'in dezavantajları var. Saf tungsten oda sıcaklığında kırılgandır, bu da makineyi zorlaştırır. Bunun üstesinden gelmek için, sertliği korurken sünekliği artırmak için genellikle diğer metallerle (nikel veya demir gibi) alaşımdır. Tungsten de nadir ve pahalıdır, bu da düşük - maliyet uygulamalarında kullanımını sınırlar.
Daha zor "metaller" var mı?
Bazı adam - yapılan malzemelerin tungsten'den daha zor olduğunu ancak saf metal olmadığını belirtmek gerekir. Örneğin:
• Tungsten Karbür: Belirtildiği gibi, bu bir bileşiktir (saf bir metal değil), ancak metalik özellikleri nedeniyle genellikle pratik bağlamlarda metallerle gruplandırılır.
• Amorf metaller (metalik camlar): Bunlar düzensiz atomik yapılara sahiptir ve çok zor olabilir, ancak doğal olarak oluşmazlar ve laboratuvarlarda üretilirler.
• Nano -yapılandırılmış metaller: Nano ölçekte tasarlanan metaller, sertlik geliştirebilir, ancak sentetiktir ve doğada bulunmazlar.
Bununla birlikte, doğal olarak oluşan saf metaller arasında tungsten en zor olanı olmaya devam etmektedir.
Sonuç
Dünyadaki en sert metal tungsten. Yüksek MOHS sertliği, Vickers sertliği, ısı direnci ve gerilme mukavemeti kombinasyonu onu diğer metallerden ayırır. Tungsten karbür oluşturmak için karbonla alaşımlı olduğunda, daha da zorlaşır, bu da endüstriyel araçlarda bir zımba ve yüksek - performans uygulamaları haline getirir. Diğer metaller ve insan - Yapılan malzemeler belirli alanlarda sertliğine rakip olabilirken, Tungsten'in doğal özellikleri ve çok yönlülüğü, gezegendeki en sert metal olarak statüsünü sağlamlaştırır. Kesme aletleri, havacılık bileşenleri veya elektroniklerde olsun, Tungsten'in sertliği mühendislik ve üretimde yeniliği artırmaya devam ediyor.