Was sind die stärksten Metalle?

Obwohl es verschiedene Definitionen von Festigkeit gibt, einschließlich Härte, Streckgrenze und Druckfestigkeit, konzentriert sich dieser Artikel hauptsächlich auf die Zugfestigkeit, also die Kraft, die erforderlich ist, um ein Objekt zu dehnen oder auseinanderzuziehen.

Die ersten drei Metalle auf der Liste sind Elemente, die in der Natur vorkommen, während die letzten drei künstliche Mischungen von Elementen (Legierungen) sind, die für Anwendungen hergestellt werden, die eine hohe Festigkeit erfordern. Die stärksten reinen oder natürlichen Metalle können nicht mit der Festigkeit von Legierungen mithalten, die speziell für hohe Festigkeit entwickelt wurden, zusammen mit anderen nützlichen Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Haltbarkeit, Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit.
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Chrom

Chrommetall schneidet auf der Mohs-Härteskala am höchsten ab, ist jedoch spröde und muss mit anderen Metallen gemischt werden, um eine höhere Zugfestigkeit zu erzielen, beispielsweise bei Edelstahl.

Wolfram

Wolfram hat die höchste Zugfestigkeit aller reinen Metalle – bis zu 500.000 psi bei Raumtemperatur. Selbst bei sehr hohen Temperaturen über 1.500 °C weist es die höchste Zugfestigkeit auf. Wolframmetall ist jedoch spröde, was es in seinem reinen Zustand weniger verwendbar macht.

Titan

Reintitan hat eine höhere Zugfestigkeit als Standardstahl, ist aber weniger dicht, was ihm ein sehr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis verleiht. Allerdings sind Stahllegierungen stärker als reines Titan.

Inconel

Inconel ist eine Legierung aus Nickel und Chrom mit mehreren anderen Elementen wie Molybdän. Inconel gibt es in verschiedenen Qualitäten und ist bekannt für hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen sowie Korrosionsbeständigkeit.

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Stahllegierungen

Stahl selbst ist eine Legierung aus Kohlenstoff und Eisen. Es können Stahllegierungen mit zusätzlichen hinzugefügten Elementen wie Kohlenstoffstahl (Werkzeugstahl) und Edelstahl hergestellt werden, die viel stärker als Standardstahl sind. Jede Legierung wurde speziell entwickelt, um unterschiedliche Eigenschaften für unterschiedliche Anwendungen zu optimieren. Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Schlagzähigkeit, Streckgrenze und andere Eigenschaften hängen von den gewählten Legierungselementen und den verwendeten Verfahren ab.

Magnesiumlegierungen

Wissenschaftler entwickeln und testen weiterhin neue Legierungen mit noch besseren Eigenschaften. In den letzten Jahren haben verschiedene universitäre Forschungsgruppen neue Arten von Magnesiumlegierungen angekündigt, die eine außergewöhnliche Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht und hoher Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Diese neuen Materialien werden bereits in Smartphone- und Laptophüllen, elektrischen Batterien und medizinischen Implantaten verwendet.

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