Welches Metall hat die höchste Zugfestigkeit?
In der Metallindustrie ist die Zugfestigkeit eine der wichtigsten Eigenschaften, auf die Hersteller und Ingenieure achten, wenn sie versuchen, Produkte für Anwendungen mit hoher Belastung zu entwickeln. Während viele Metalle diesen Anwendungen standhalten können, welches Metall hat die höchste Zugfestigkeit? Mit einer Zugfestigkeit von 980 MPa hat Wolfram die höchste Zugfestigkeit aller anderen Metalle. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, wie seine Zugfestigkeit im Vergleich zu seiner Druckfestigkeit abschneidet, um die Anwendungsbereiche von Wolfram zu unterscheiden.
In diesem Artikel vergleichen wir die Zugfestigkeit und Druckfestigkeit von Wolfram und diskutieren andere Metalle mit hohen Zugfestigkeitseigenschaften, die anstelle von Wolfram verwendet werden können.
Zugfestigkeit von Wolfram vs. Druckfestigkeit
Während sich die Zugfestigkeit auf die Fähigkeit eines Metalls bezieht, Spannung oder Belastung (Zugkraft) zu widerstehen, bevor es bricht, bezieht sich die Druckfestigkeit auf die Fähigkeit eines Metalls, einer Kompression (Druckkraft) zu widerstehen. Unten beschreiben wir die Zugfestigkeit und Druckfestigkeit von Wolfram.
Die Zugfestigkeit von Wolfram verstehen
Die Zugfestigkeit (auch als Zugfestigkeit bezeichnet) eines Materials bezieht sich auf seine Fähigkeit, Belastungen oder Spannungen standzuhalten, bevor es bricht oder dauerhaft versagt. In dieser Hinsicht hat Wolfram die höchste Zugfestigkeit unter allen natürlichen Metallen.
Der Hauptgrund für seine hohe Zugfestigkeit ist die Anordnung seiner Atome und Moleküle. Es besteht eine starke metallische Bindung zwischen seinen Atomen durch die 5d-Elektronen. Daher ist eine enorme Energiemenge erforderlich, um die Bindung zu brechen, und daher hat Wolfram einen hohen Schmelzpunkt von 6.192 ° F. Aus diesem Grund wird Wolfram in Mikrowellen und in herkömmlicher Glühlampenbeleuchtung verwendet.
Aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit wird Wolfram in großem Umfang zur Herstellung von Hartmetallen auf Basis von Wolframkarbiden (Wolframstahl) verwendet. Die Fähigkeit, hohen Belastungen standzuhalten, macht es zu einer idealen Legierung für die Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. Wolfram bringt Herausforderungen bei der Bearbeitung mit sich; Mit effektiven Strategien kann es jedoch zur Herstellung hochspezialisierter Geräte wie Hochtemperaturofenteile, Hochspannungsunterbrecher und Hochleistungs-Halbleitergleichrichter verwendet werden.
Es spielt jedoch keine Rolle, welches Metall die höchste Zugfestigkeit hat, es sei denn, es schneidet bei der Druckfestigkeit für hochfeste Anwendungen jeglicher Art gleichermaßen gut ab.
Die Druckfestigkeit von Wolfram verstehen
Im Gegensatz zur Zugfestigkeit bezieht sich die Druckfestigkeit eines Materials auf seine Fähigkeit, einer einachsigen Druckkraft zu widerstehen, bis es bricht. Dieser Faktor ist sehr wichtig für die Auswahl von Materialien für Designstrukturen.
Je höher ein Material belastbar ist, desto stärker kann es einer plastischen Verformung widerstehen. Diese Fähigkeit des Materials, Belastungen standzuhalten, wird als Streckgrenze eines Materials ausgedrückt. Die Streckgrenze von Wolfram und seinen Legierungen variiert zwischen 300 bis 1000 MPa. Eine Wolfram-Kohlenstoff-Legierung (Wolframcarbid) weist eine Streckgrenze auf, die der eines Diamanten nahe kommt. Aus diesem Grund wird Wolframcarbid hauptsächlich für Schneid- und Bergbauwerkzeuge verwendet.
Welches Metall hat neben Wolfram die höchste Zugfestigkeit?
Während Wolfram die höchste Zugfestigkeit hat, können auch andere Metalllegierungen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, häufig an seiner Stelle verwendet werden:
Legierungen | Endgültige Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Eigenschaften und Merkmale | Anwendungen |
Edelstahl | 860 | 520 |
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Chrom | 413 | 362 |
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Titan (CP 4) | 550 | 483 |
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Vanadium | 800 | 776 |
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Inconel (IN718) | 965 | 550 |
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Wolfram galt bis 1920 als ideales Legierungselement für Stahl und wurde als Glühfaden in Glühlampen verwendet. 1935 wurden die ersten Wolfram-Schwermetalllegierungen hergestellt, und die nächsten 40 Jahre markierten die exponentielle industrielle Nachfrage. Heute boomt der Wolframmarkt trotz der COVID-19-Krise und wird voraussichtlich in Zukunft exponentiell steigen.
Aufgrund der aktuellen Unterbrechungen der Lieferkette, die durch COVID-19 verursacht werden, ist es jedoch unerlässlich, einen Überbestand an Wolfram zu halten oder recycelte Materialien zu finden, um die Produktion unabhängig von der Marktsituation in der Zukunft fortzusetzen.
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