Какой металл обладает самой высокой прочностью на разрыв?

В металлургической промышленности прочность на разрыв — одно из самых важных свойств, на которое смотрят фрезеровщики и инженеры при проектировании изделий для высоконапряженных применений. Хотя многие металлы выдерживают такие применения, у какого металла самая высокая прочность на разрыв? С пределом прочности на разрыв 980 МПа вольфрам имеет самую высокую прочность на разрыв среди всех естественных металлов. Однако важно понимать, как его прочность на разрыв соотносится с компрессионной прочностью, чтобы дифференцировать сферы применения вольфрама.

В этой статье сравниваем прочность на разрыв и компрессионную прочность вольфрама и обсуждаем другие металлы с высокой прочностью на разрыв, которые могут использоваться вместо вольфрама.

Прочность на разрыв вольфрама против компрессионной прочности

В то время как прочность на разрыв относится к способности металла сопротивляться напряжению или стрессу (растягивающей силе) до разрыва, компрессионная прочность — способность сопротивляться компрессии (давящей силе). Ниже детально рассмотрим прочность на разрыв и компрессионную прочность вольфрама.

Понимание прочности на разрыв вольфрама

Прочность на разрыв (также называемая предельной прочностью на разрыв) материала относится к его способности выдерживать нагрузку или стресс до разрыва или постоянного отказа. В этом смысле вольфрам имеет самую высокую прочность на разрыв среди всех естественных металлов.

Главная причина высокой прочности — расположение его атомов и молекул. Существует сильная металлическая связь между атомами за счет 5d-электронов. Поэтому требуется огромное количество энергии для разрыва связи, и в результате вольфрам имеет высокую температуру плавления 6192 °F (3420 °C). Из-за этого вольфрам используют в микроволновках и традиционных лампах накаливания.

Благодаря высокой прочности на разрыв вольфрам широко используют для производства твердых металлов на основе карбидов вольфрама (вольфрамовая сталь). Способность выдерживать высокие напряжения делает его идеальным сплавом для авиации и автопрома. Вольфрам имеет проблемы с обработкой; однако с эффективными стратегиями его можно использовать для высокоспециализированных устройств: деталей высокотемпературных печей, высоковольтных разрывателей, высокомощных полупроводниковых выпрямительных приборов.

Однако неважно, у какого металла самая высокая прочность на разрыв, если он не набирает равные баллы по компрессионной прочности для высокопрочных применений любого типа.

Понимание компрессионной прочности вольфрама

В отличие от прочности на разрыв, компрессионная прочность материала относится к его способности выдерживатьuniaxial компрессионную силу до разрыва. Этот фактор высоко важен для выбора материалов для проектных структур.

Чем выше нагрузка, которую материал может вынести, тем сильнее он может сопротивляться пластической деформации. Эта способность материала выдерживать нагрузочный стресс выражается как предел текучести материала. Предел текучести вольфрама и его сплавов варьируется между 300 и 1000 МПа. Вольфрам-углеродный сплав (карбид вольфрама) демонстрирует предел текучести, близкий к алмазу. Поэтому карбид вольфрама в основном используют для режущих и горных инструментов.

Какой металл имеет самую высокую прочность на разрыв после вольфрама?

Хотя вольфрам имеет самую высокую прочность на разрыв, другие металлические сплавы, детализированные в таблице ниже, также часто могут использоваться на его месте:

До 1920 года вольфрам был известен как идеальный легирующий элемент для стали и использовался как нить накаливания в лампах. В 1935 году произвели первые тяжелые сплавы вольфрама, и следующие 40 лет отметили экспоненциальный рост промышленного спроса. Сегодня, несмотря на кризис COVID-19, рынок вольфрама бум и ожидается экспоненциальный рост в будущем.

Однако из-за текущих сбоев цепочек поставок, вызванных COVID-19, критично поддерживать запасной инвентарь вольфрама или находить переработанные материалы для продолжения производства независимо от рыночной ситуации в будущем.

Надежный локальный поставщик вольфрама, высокотемпературных сплавов и не только

Industrial Metal Service специализируется на поставках металлов вроде вольфрама, титана, алюминия и стали станочным цехам, изготовителям и производителям в районе Сан-Франциско и по всей стране. Продаем новые металлы прямо с американских заводов, а также предлагаем верифицированные металлические остатки, которые могут дать существенную экономию тем, кто должен придерживаться жестких бюджетов.