ТОП-20 самых прочных и крепких металлов

ТОП-20 самых прочных и крепких металлов

Прочность металла — это его устойчивость к нагрузкам, способность внутренней структуры противостоять внешнему воздействию. Для выявления самого крепкого металла за основу можно взять предел прочности или текучести в МПа. Эти величины показывают, какое усилие нужно приложить для нарушения молекулярных связей в материалах. Чем выше предел прочности, тем крепче металл. Наиболее устойчивые к воздействиям материалы активно применяются в машиностроительной и оборонной промышленности, в самолето-, ракетостроении, в строительстве и при сооружении металлоконструкций, спецтехники для индустриальных комплексов. В нашем ТОП-20 собраны самые крепкие металлы в мире с учетом показателей предела прочности.

Иридий

В России его ставят на одну планку с драгоценными. Иридий входит в платиновую группу. Этот металл открыл в 1803 году британец Теннант. Свое название («радуга» в пер. с греческого) иридий получил из-за красочных солей разных оттенков, которые выпадают в осадок при вступлении в реакции с ним. К особенностям металла относятся:

• высокая твердость — иридий является одним из немногих металлов, которые сложно обрабатывать;
• плавление материала при + 2466, закипание при +4428 градусах;
• сохранение инертности — при подогреве.

Иридий применяется для авиа-, космической промышленности. Без этого материала не обходится изготовление высокопрочных автомобильных деталей.

Рений

Название этого крепкого металла имеет «речное» происхождение. Свое наименование рений получил в честь немецкой реки Рейн. Официально металл был открыт в 1928 году, но только через два года его производство приобрело промышленные масштабы. Рений извлекается из молибденовых руд и обладает следующими свойствами:

• тугоплавкость — расплавить металл можно только при +3200 градусах Цельсия;
• высокая пластичность;
• кипит только при +5600 градусах;
• выдерживает много циклов охлаждения и последующего нагрева без потери прочности;
• сравнительно высокая плотность — 21 грамм на куб. сантиметр.

Рений используют при сооружении ракет, подготовке высокопрочных сплавов, в электронике и электротехническом оборудовании.

Вольфрам

История этого прочного металла началась в 50-х годах 18 века. Но только в 1780 году он был официально открыт химиками Элюар из Испании. Братья провели ряд исследований элемента и выявили его важнейшие свойства. Крупнейшие залежи металла в виде окисленных соединений базируются в Канаде и США, на территории Казахстана. Из-за высокой прочности этот материал поддается обработке только порошковым методом. Среди свойств выделяются:

• термостойкость — плавиться вольфрам начинает при температуре от +2450 градусов;
• парамагнетизм;
• отличная звукопроводность — 4 300 метров за секунду.

Тугоплавкий металл используют в лампах накаливания, вакуумных системах, в оружейной промышленности. Он незаменим везде, где нужно выдерживать экстремальные температуры.

Цирконий

Серо-белый цирконий обладает повышенной устойчивостью к воздействию кислот, кроме горячей серной, не боится коррозии. Первооткрывателем стал Клапрот в 1789 году. Но лишь через 35 лет после этого металл обнаружили в аморфной среде. Кипит цирконий при +4377 градусах, а плавится — при +1855.

Этот металл встречается в земной коре в виде пяти изотопов — одного радиоактивного и четырех стабильных. Высокая химическая стойкость позволяет эксплуатировать цирконий для изготовления качественной посуды с отличными гигиеническими показателями. Применяется он при производстве хирургических инструментов, протезов.

Молибден

Первооткрывателем молибдена стал Карл Шееле в 1778 году. Но в металлической форме его получили только через три года. В чистом виде молибден был выделен в 1817 году путем восстановления оксида водородом. Крупнейшие месторождения находятся в США, Мексике, Норвегии и Канаде.

Молибден парамагнитен, имеет низкий коэффициент теплового расширения, плавится при 2 620 градусах Цельсия. В природе встречается в виде семи изотопов. Этот металл нужен для легирования сталей, при создании жаростойких сплавов, используется в вакуумных печах в форме нагревательных элементов. Чистый молибден выбирают для лазерного оборудования.

Хром

Этот металл с голубоватым оттенком был получен в 1797 году в форме карбида. Первооткрывателем стал французский химик Воклен. Один из самых твердых элементов сложно назвать редким — его содержание в земной коре превышает 0,03 грамма на тонну от общей массы. Но в чистом виде хром не встречается. Среди свойств выделяются:

• парамагнетизм — проявляется при температуре выше +37 градусов Цельсия, антиферромагнитные свойства — при температуре ниже указанного значения;
• отсутствие реакции с кислотами — элемент не подвергается их воздействию;
• температура плавления — 1857 градусов.

Хром добавляется в легированные стали для увеличения их прочности в два-три раза. Он используется и при окрашивании, нанесении покрытий, производстве тугоплавких материалов, как катализатор в процессе обработки углеводорода.

Титан

Этот элемент стал открытием 1791 года — одновременно в Германии и во Франции. Но его выделили в чистом виде только через тринадцать лет в Швеции. В 1940 году после получения патента на восстановление титана из тетрахлорида началось производство металла в промышленных масштабах. Залежами этого металла богаты страны Россия, Канада.

Титан — металл пластичный, но крепкий. Степень его прочности зависит от обработки. Плавится материал при +1700 градусах Цельсия. Используют титан для производства бронированных жилетов и обшивки подводных лодок, при изготовлении трубопроводов и реакторов, медицинских протезов и имплантов. Он добавляется и в легированные стали для упрочнения.

Уран

Это элемент, который слабо вступает в реакции с другими веществами. В чистом виде его удалось выделить лишь в 1840 году. Радиоактивный металл является одним из самых прочных на планете. К его свойствам относятся:

• парамагнетизм;
• температура плавления +1100 градусов;
• большой удельный вес — 18,7 граммов на куб. см.

Уран имеет глянцевую поверхность с бело-серебристым оттенком. Она активно применяется в ядерной энергетике (при производстве топлива), для медицинского синтеза. Используют уран и при подготовке оружия в оборонной промышленности.

Никель

Это отличный катализатор, который обладает высокой прочностью и при повышенных температурных показателях. Никель — пластичный и ковкий ферромагнетик. Он устойчив к коррозии, окислению на воздухе, твердый и вязкий, хорошо полируется. Плавится металл при +1452 градусах Цельсия.

Никель — элемент с серебристо-белым окрасом, который был открыт в 1751 году шведским минерологом Кронстедтом. Из руды ученый выделил зеленый оксид, который в результате был восстановлен до никеля. Сейчас металл широко применяется в промышленности, на его основе делают суперсплавы с высокими эксплуатационными свойствами. Никель используется в монетном деле, при производстве аккумуляторных батарей, медицине. Никелирование защищает поверхности других металлов от коррозии.

Ниобий

Тугоплавкий и устойчивый к ржавлению материал относится к группе металлов. Он имеет серо-серебристый окрас, плавится при +2467 градусах Цельсия. К другим свойствам ниобия относятся:

• плотность — 8,57 граммов на кубический сантиметр;
• температура кипения — 4742 градуса.

В природе встречается единственный изотоп ниобия. Этот элемент открыли в Британии в начале девятнадцатого века. Он получил название колумбита. Только в 1952 году ниобий официально получил нынешнее обозначение. Месторождения материала находятся в Японии, на Кольском полуострове и в США. Применяется ниобий для изготовления деталей авиационной техники, легирования цветмета, в электронике и вычислительной технике.

Тантал

Металл сочетает серебристый и белый окрас, имеет плотную оксидную пленку. Тантал в чистом виде был получен в 1844 году немцем Розе. Но открыли его еще за сорок лет до этого. Содержание тантала в земной коре — до 0,000002 грамма на тонну от общей массы. Этим обусловлена его высокая цена — больше 250 долларов за грамм. Тантал плавится при температуре свыше +3000 градусов Цельсия, пластичен как золото, но очень крепок, имеет высокую плотность и не боится ржавчины. Он применяется в лабораторной посуде, хирургических инструментах, при создании жаростойких сплавов. Используется тантал и в системах ядерной энергетики, в автомобильной промышленности, электронике.

Железо

Это один из самых распространенных металлов (свыше 90 % в земном ядре), который сам по себе не отличается большой прочностью. Но в комбинации с углеродом и другими компонентами железо образует очень крепкие соединения — к примеру, сталь. К свойствам металла причисляют:

• способность намагничиваться;
• температуру плавления +1538 градусов Цельсия, закипания — более +2850 градусов;
• полиморфизм (четыре кристаллические модификации).

Среди сфер применения железа наиболее распространены машиностроение, сооружение крепежных элементов, производство стройматериалов и металлоконструкций.

Кобальт

Твердый, блестящий, тягучий металл визуально напоминает железо. Кобальт плавится при +1768 градусах Цельсия. Этот металл был открыт в 1735 году, но окончательно его позиционировали в качестве самостоятельного элемента только через 46 лет. Французский химик Макер определил металлургический метод получения кобальта. Кстати, его название происходит от слова «коболд», что означает гном или домовой. При обжиге некоторых кобальтовых минералов выделяются ядовитые окислы мышьяка.

Доля кобальта в земной коре составляет 4-10 % от общей массы. Этот металл используется в атомной промышленности, растениеводстве, при получении магнитов и сплавов повышенной прочности.

Медь

Медь — распространенный, прочный материал, хороший проводник электричества и тепла, компонент металлических сплавов, используемых в ювелирной промышленности. Плавится она при +1083 градусах Цельсия, а закипает — при +2562 градусах. Ковкая пластичная чистая медь имеет розовато-оранжевый окрас. Она подлежит вторичной переработке без потери качества.

Медь находится в тройке лидеров по объему мирового потребления и производства. Она применяется в химической промышленности, при производстве автомобилей и электроприборов, цифровой и бытовой техники, в тензометрических датчиках и монетном деле.

Осмий

Он стал известен в 1803 году благодаря британскому химику Теннанту. Осмий выделили в форме осадка после растворения платины в смеси азотной и соляной кислот. Осмий — металл голубовато-серого цвета, имеющий высокую удельную массу и прочность. Он сохраняет блеск и под воздействием экстремальных температур, Добывают металл в Сибири и на Урале, в США и Колумбии. Тугоплавкий осмий содержится в платиновых минералах и растворах с иридием. В земной коре — 0,007 грамма металла на тонну.

Осмий плавится при +3033 градусах. Это самый плотный элемент на планете (22,6 г/см3). Он почти не применяется в чистом виде — исключительно с легирующими добавками. Металл из платиновой группы широко распространен в ядерной промышленности.

Магний

Это легкий металл, имеющий небольшую плотность, малый вес. Он подвергается разным методам обработки — от ковки и прокатки до сварки и штамповки. Открыли магний в 1809 году в Великобритании. Химик Гемфри Дэви получил металл путем электролиза смеси из оксида ртути и магнезии. Температура кипения магния — 1090 градусов, а плавится он при +650 градусах Цельсия. Металл отлично прессуется, прокатывается, поддается резке при высокой чистоте.

Магний используется в качестве огнеупорного материала, при создании ракет в военном деле, в медицине, фотографии, при изготовлении аккумуляторных батарей. Его запасы сосредоточены в Норвегии, США и Китае.

Бериллий

Относительно распространенный металл был открыт французским химиком Вокленом в 1798 году. Его содержание в земной коре достигает четырех граммов на тонну в общей массе. Ключевые месторождения сосредоточены вблизи вулканов — в США, Китае и Казахстане. Бериллий обладает:

• высокой упругостью;
• максимальной звукопроводимостью — 12,5 метра в секунду;
• высокой токсичностью.

Металл обладает канцерогенным действием. Но его успешно эксплуатируют в акустике, ядерной энергетике, при изготовлении лабораторных тиглей, в аэрокосмической технике, при создании вакуумных труб и огнеупорных материалов.

Алюминий

Это один из ключевых элементов для промышленности, самый используемый цветной металл в мире. Земная кора состоит из алюминия на 8 %. Он плавится при +660 градусах. Низкая плотность (всего 2,6 грамма на куб. см), устойчивость к коррозии за счет образования плотных оксидных пленок позволяют эксплуатировать алюминий в аэрокосмической промышленности, при конструировании судов, автомобилей, катеров.

Этот металл относится к группе легких, хорошо проводит тепло и электрический ток. Впервые алюминий был получен в 1825 году датчанином Эрстедом. Позднее другой химик Велер использовал калий для восстановления другого чистого металла.

Кадмий

Кадмий — тягучий и ковкий металл в бело-серебристом окрасе. Он плавится при +321 градусе, а закипает — при 765 градусах Цельсия. В 1817 году немец Штромейер открыл кадмий при исследовании свойств цинковых оксидов. Металл получил название по греческому обозначению руды. Кадмий прочнее олова, но поддается резке ножом. Теряет упругость он при +80 градусах Цельсия.

Кадмий используют при создании солнечных батарей, нанесении антикоррозийных покрытий на иные металлы, при производстве аккумуляторов.

Олово

Сравнительно пластичный металл в белом цвете с серебристым отливом. Он наименее твердый из всех перечисленных материалов. Олово плавится при +232 градусах Цельсия, не окисляется, не ржавеет при комнатной температуре. Особенно часто его используют в сплавах — припоях, где содержание самого металла не превышает 60 %. Вместе с медью олово образует бронзу — один из наиболее ценных материалов.

К сферам применением олова относят электронику, изготовление пищевой тары, производство белой жести, подшипников, трубопроводов.

10 самых прочных металлов в мире

Металлы используются во многих отраслях промышленности. В мире существует множество видов металлов и все эти металлы обладают различными свойствами, которые делают их пригодными для различных применений.

Некоторые металлы используются в экстремальных условиях, в то время как другие можно найти в любом доме или на рабочем месте. Металлы играют ключевую роль в нашей жизни. Вы бы не читали эту статью, если бы не металлы, которые мы ежедневно используем для работы нашей электроники и бытовой техники.

В этой статье вы узнаете о самых прочных металлах на земле, включая их свойства и применение.

Что делает металл прочным?

Существует несколько факторов, определяющих прочность металла. К ним относятся:

• Плотность: Это отношение массы тела к его объему. Более высокая плотность означает больше массы в единице объеме, что делает металл более прочным.
• Твердость: Это показатель того, насколько металл устойчив к царапинам, вмятинам и другим повреждениям. Более твердый металл более устойчив к повреждениям.
• Модуль Юнга: Это показатель способности материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации. Более высокий модуль Юнга означает, что металл менее склонен к деформациям под нагрузкой.
• Температура плавления: Это температура, при которой металл будет плавиться. Более высокая температура плавления означает, что металл может выдерживать более высокие температуры перед плавлением.

1. Вольфрам

Вольфрам считается одним из самых прочных металлов в мире. Он имеет очень высокую температуру плавления и обладает высокой устойчивостью к нагреву и износу. Это делает его идеальным материалом для многих промышленных и военных применений. Он также используется в производстве лампочек и электронных компонентов.

• Высокая температура плавления: 3410°C;
• Плотность: 19,3 г/см³;
• Твердость по Моосу: 8,5.

2. Хром

Хром — это прочный, блестящий и устойчивый к коррозии металл. Он широко используется при производстве нержавеющей стали, а также при нанесении покрытий и других видах обработки поверхности. Он также используется в производстве чугуна и суперсплавов.

• Высокая температура плавления: 1907°C;
• Плотность: 7,19 г/см³;
• Твердость по Моосу: 8.

3. Титан

Титан — еще один прочный металл, который широко используется в различных отраслях промышленности. Он известен своим высоким соотношением прочности и веса, что делает его идеальным выбором для аэрокосмической и военной промышленности. Он также используется в медицине для изготовления имплантатов и других устройств.

• Температура плавления: 1668°C;
• Плотность: 4,506 г/см³;
• Твердость по Моосу: 6.

4. Сталь

Сталь — популярный сплав железа и углерода, используемый в самых разных областях. Железо и углерод придают ей прочность и долговечность. Существуют различные виды стали, каждая из которых обладает своим набором свойств.

• Температура плавления: 1300-1500°C;
• Плотность: 7,85 г/см³;
• Твердость: Варьируется в зависимости от типа стали.

5. Алюминий

Алюминий — это мягкий металл, который широко используется в различных отраслях промышленности. Он известен своим высоким соотношением прочности к весу и устойчивостью к коррозии. Он также используется в строительстве самолетов и космических кораблей.

• Температура плавления: 660°C;
• Плотность: 2,7 г/см³;
• Твердость по Моосу: 2.

6. Никель

Никель — прочный металл, часто используемый в сплавах, таких как нержавеющая сталь. Он обладает отличной коррозионной стойкостью, а также устойчив к нагреванию. Это делает его идеальным для использования в химической промышленности.

• Температура плавления: 1453°;
• Плотность: 8,9 г/см³;
• Твердость по Моосу: 4.

7. Медь

Медь — популярный металл, имеющий множество применений. Она является отличным проводником электричества и тепла, что идеально подходит для электротехнических применений. Она также устойчива к коррозии, что делает ее хорошим выбором для водопроводов и других применений. Медь более распространена, чем серебро и золото. Она используется для изготовления проводов, кабелей и телефонных столбов. Этот металл также используется для изготовления латуни, бронзы и латунного покрытия.

• Температура плавления: 1084°C;
• Плотность: 8,96 г/см³;
• Твердость по Моосу: 3.

8. Золото

Золото — ценный металл, часто используемый в ювелирных изделиях и других декоративных элементах. Оно также является отличным проводником электричества и не подвергается коррозии. Этот металл чрезвычайно популярен среди коллекционеров из-за его редкости и высокой стоимости. Золото используется в ювелирных и декоративных изделиях. Оно также используется для изготовления монет, медалей и бумажных денег.

• Температура плавления: 1064°C;
• Плотность: 19,3 г/см³;
• Твердость по Моосу: 2,5.

9. Серебро

Серебро — еще один драгоценный металл, который имеет множество применений. Оно является отличным проводником электричества и тепла и не ржавеет. Это также один из самых дорогих металлов в мире. Оно более реакционноспособно, чем платина и золото. Серебро чаще всего встречается в монетах и медалях. Оно также используется для изготовления электропроводки и многих бытовых приборов.

• Температура плавления: 961°C;
• Плотность: 10,49 г/см³;
• Твердость по Моосу: 2,5.

10. Платина

Платина — ценный металл, часто используемый в ювелирных изделиях, монетах и других декоративных предметах. Она также используется в производстве электронных компонентов и каталитических нейтрализаторов. Она очень дорогая. Это второй по стоимости металл в мире. Платина ценится дороже золота, потому что она менее реакционноспособна. Поэтому с ней легче работать, и она труднее поддается потускнению. Платина также используется для изготовления монет и медалей. Она также используется для изготовления двигателей, работающих на газе, особенно для автомобилей и самолетов.

• Температура плавления: 1768°C;
• Плотность: 21,45 г/см³;
• Твердость по Моосу: 4.

Некоторые другие металлы, которые считаются самыми прочными, включают:

Магниевые сплавы:

Магний — это легкий металл, который часто используется в аэрокосмической промышленности. Он известен своим высоким соотношением прочности к весу и устойчивостью к коррозии.

• Температура плавления: 650°C;
• Плотность: 1,74 г/см³;
• Твердость по Моосу: 2.

Железо — это прочный и универсальный металл, который используется на протяжении веков. Чаще всего оно используется в виде стали, которая представляет собой сплав железа и углерода. Сталь широко используется в строительстве, машиностроении и производстве. Обычно из стали изготавливают такие конструкционные материалы, как балки, ригели, арматуру, сталь и трубы из ковкого чугуна. Железо также используется для изготовления железнодорожных рельсов.

• Температура плавления: 1538°C;
• Плотность: 7,87 г/см³;
• Твердость по Моосу: 4.

Инконель является суперсплавом, что означает, что он состоит из нескольких различных металлов для повышения прочности и устойчивости к высоким температурам и коррозии. Он часто используется в высокотемпературных приложениях, таких как реактивные двигатели и ракетные двигатели.

• Температура плавления: 1350°C;
• Плотность: 8,4 г/см³;
• Твердость по Моосу: 7;
• Модуль Юнга: 193 Гпа.

Палладий — ценный металл, часто используемый в ювелирных изделиях, монетах и других декоративных элементах. Он также используется в производстве электронных компонентов и катализаторов.

• Температура плавления: 1555°C;
• Плотность: 12,16 г/см³;
• Твердость по Моосу: 4,8.

Рост использования металлов:

Как видите, существует целый ряд металлов, которые считаются самыми прочными в мире. Каждый металл обладает уникальными свойствами, которые делают его идеальным для определенных применений. С дальнейшим развитием технологий мы, вероятно, увидим еще больше способов применения этих прочных металлов в будущем.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Популярные станки для обработки металла:

Рабочая зона 1500х3000 мм. Источник 2000 Вт Raycus. Резка нержавеющей стали до 8 мм, углеродистой стали до 16 мм.

Узнайте цену

Усилие 30 тонн. Длина гиба 1600 мм. Расстояние между колоннами 1100 мм. Глубина зева 180 мм. Мощность двигателя 3 кВт.

Узнайте цену

Ø обработки, 360 мм. Расстояние между центрами, 750 мм. Мощность двигателя, 5,5 кВт. Система ЧПУ, Siemens Тип направляющих, скольжения. Вес, 1650 кг.

Источник https://hardhub.ru/articles/vopros-otvet/top-20-samykh-prochnykh-i-krepkikh-metallov/

Источник https://www.stankoff.ru/blog/post/763