Самая твердая сталь в мире

ТОП-10 лучших ножевых сталей

Мы подготовили для вас рейтинг самых популярных сталей, используемых при изготовлении клинков ножей. В нашем рейтинге мы основывались на опросе наших уважаемых посетителей и покупателей интернет-магазина ТОП НОЖ. Опрос проводился в течении целого года.

Итак, наш ТОП-10 ножевых сталей:

1. M390

2. ELMAX

3. D2

4. CPM S30V

5. Х12МФ

6. CPM S35VN

7. 440C

8. VG-10

9. ZDP-189

10. AUS-8.

Рассмотрим перечисленные стали подробнее.

1. M390 (Австрия) — мартенситная хромистая порошковая сталь премиум-класса, выпускаемая австрийской сталелитейной компанией Bohler-Uddeholm(Austria). Уникальный порошковый металлургический процесс производства способствует равномерному распределению карбидов во всех химических элементах стали. Сталь M390 широко используется в медицинских и хирургических инструментах, в промышленности для производства различных станков, выполняющих сложный процесс сверления твёрдых материалов. Средний диапазон закалки составляет 58-62 HRс.

Состав стали: Углерод(C) — 1,90%, Хром(Cr) — 20,00%, Молибден(Мо) – 1,00% , Ванадий(V) – 4,00%, Кремний(Si) — 0,70%, Марганец(Mn) — 0,30%, Вольфрам(W) — 0,60%.

Ножевые клинки из стали M390 обладают повышенной коррозионной стойкостью, сверх высокой производительностью, превосходной режущей способностью и износостойкостью из-за очень высокого содержания ванадия и карбидов хрома. M390, вместе с CPM 30V-35VN, Elmax и Vanax 35 представляют собой некий “золотой стандарт” для производства универсальных ножей среднего и высокого класса.

Аналоги: США — Duratech 20CV (CPM 20CV), CTS-XHP, CTS 204P.

2. ELMAX (Австрия) — хромо-молибден-ванадиевая порошковая нержавеющая инструментальная сталь производства компании Böhler-Uddeholm (Швеция-Австрия). Первоначально сталь предназначалась для изготовления режущих элементов станков обрабатывающих различные по составу и свойствам пластмассы. Отличается очень высокой коррозионной стойкостью, длительностью сохранения остроты режущей кромки, простоты заточки и значительной прочностью — все это нашло свое применение в изготовлении ножевых клинков различными производителями. Диапазон твердости клинков из стали ELMAX составляет 58-62 Hrc.

Состав стали: Углерод(C) 1,7%, Кремний(Si) 0,8%, Марганец(Mn) 0,3%, Хром(Cr) 18,0%, Молибден(Mo) 1,0%, Ванадий(V) 3,0%.

Сталь ELMAX имеет лучшее соотношение цена-качество и выигрывает у схожих с ней сталями S30V и RWL34 по себестоимости производства без снижения потребительских свойств клинков.

По своему составу сталь ELMAX очень сходна со сталью 440С, используемой в производстве ножей. Отличие состоит в присутствии в составе ванадия. Сталь хорошо держит различные углы заточки, хорошо шлифуется, но плохо переносит ударные нагрузки и боковые нагрузки на излом.

Клинок из стали ELMAX — отличное решение для универсального ножа. Используется для производства ножей среднего и выше классов.

3. D2 (США) — «полунержавеющая» инструментальная легированная сталь производства США. Сталь D2 часто используют для изготовления высокоскоростных резцов. Несмотря на не 100 процентную устойчивость к коррозии, по этому показателю значительно превосходит любые углеродистые стали.

Состав стали: Углерод(С) 1.50%, Марганец(Мn) 0.60%, Кремний(S)i 0.60%, Хром(Сr) 12.00%, Молибден(Мо) 1.00%, Ванадий(V) 1.10%, Никель(Ni) 0.30%.

Сталь обладает высокой прочностью, что позволяет на протяжении долгого времени сохранять остроту режущей кромки. Диапазон твердости стали, идущей в производство ножевых клинков составляет 57-61 HRc.

Аналоги: Германия 1.2379(Х155CrVMo12-1), Россия Х12МФ.

4. CPM S30V (США) — порошковая мартенситная(высокоуглеродистая) нержавеющая сталь компании Crucible Materials Corporation(США), с 70-х годов XX века производящей семейство порошковых сталей CPM (Crucible Particle Metallurgy process): СРМ S30V, СРМ S60V,СРМ S90V.

Состав стали: Углерод(C) — 1,45%, Хром(Cr) — 14%, Ванадий(V) – 4%, Молибден(Мо) – 2%.

Наличие в химическом составе стали большего количества карбидов ванадия значительно повышают режущие и прочностные свойства клинков ножей. Клинок из стали S30V обладает в четыре раза более высокой прочностью на излом, чем сталь 440С и в 3,5 раза стали 154СМ. Благодаря этому режущая кромка отлично противостоит выкрашиванию и сколу, что делает ее отличным материалом для клинков. По способности держать заточку (износостойкости) сталь S30V превосходит 440С на 45%, а 154СМ на 30%. По мнению компании Buck Knives сталь S30V «самая лучшая сталь для клинков из доступных сталей». S30V для производства клинков используют практически все ведущие компании-производители ножей: Buck, Spyderco, Zero Tolerance, Strider Kives, Chris Reeve и другие. Её смело можно назвать «золотым стандартом» для серийных и штучных ножей среднего и высшего класса. Большинство производителей обрабатывают её до твердости 58-60 Hrc. По своим свойствам S30V одна из самых сбалансированных сталей в сравнении с современными D2, 440C и 154CM. Обладает отличными режущими свойствами, высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью, способностью держать заточку длительное время и быстро восстанавливать ее при правке.

5. Х12МФ (Россия)

6. CPM S35VN (США) — мартенситная порошковая нержавеющая сталь, выпускаемая американской металлургической компанией Crucible Industries (USA), представляет собой улучшенный вариант стали CPMS30V по ударной вязкости. Технологический процесс изготовления порошковой стали позволяет производить очень однородную, высококачественную сталь, которая характеризуется превосходной стабильностью, однородностью и жесткостью по сравнению со сталями традиционного производства плавок. В разработке этой стали принимал участие известный ножевой дизайнер Крис Рив (Chris Reeve) из Южной Африки (ЮАР).

Состав стали: Углерод(C) — 1,40%, Хром(Cr) — 14,00%, Ниобий(Nb) — 0,50%, Молибден(Мо) – 2,00% , Ванадий(V) – 3,00%.

Наличие карбидов ниобия в S35VN позволяют повысить прочностные свойства клинка по твердости на 15-20% по сравнению со сталью CPM S30V. Улучшенная сталь CPMS35VN более устойчива к выкрашиванию РК в процессе работы и лучше держит заточку по сравнению с обычными высокохромированными сталями, такими как 440С и D2.Лезвия из стали S35VN легко затачиваются. Диапазон твердости клинков составляет 58-61 Hrc.

7. 440C (США) — современная хромистая сталь с превосходным сочетанием высокой твердости и отличной коррозионной стойкости. Наиболее подходит из всей группы 440-х сталей для производства клинков складных ножей, как самая твердая.

Состав стали: Углерод(C) — 1,10%, Хром(Cr) — 17.00%, Кремний(Si) — 1.00%, Марганец(Mn) — 1.00%, Молибден(Мо) – 0.75%, Фосфор(P) — 0.04%, Сера(S) — 0.03%.

Обладает хорошей стойкостью режущей кромки против затупления и относительной легостью заточки. Длительное время сталь 440С считалась стандартом качественной нержавеющей стали для ножей и считается одной из самых сбалансированных по своим свойствам ножевых сталей. Сталь достаточно распространена во всем мире и имеет заслуженную позитивную репутацию, но она также является и наиболее дорогостоящей из 440-й группы сталей. Диапазон твердости 440С, идущей в производство ножевых клинков, составляет 58-60 HRc.

Аналоги: Россия 95Х18, Германия X102CrMo17, Франция Z100CD17, Япония AUS-10.

8. VG-10 (Япония) — разработана компанией Takefu Special Steel Co., Ltd. (Japan). Представляет собой высокоуглеродистую и коррозионностойкую сталь, легированную кобальтом и молибденом.

Состав стали: Углерод(C) 0.95-1.05%; Хром(Cr) 14.50-15.50%; Кобальт(Co) 1.30-1.50%; Ванадий(V) 0.50%; Молибден(Mo) 0.90-1.20%.

Вязкость этой стали позволяет проводить закалку до твердости 60-63 Hrс, при сохранении оптимальных свойств режущей кромки. Отличительной особенностью VG-10 является использования в ее составе кобальт, дорогой и редкой в сплавах легирующей присадки, придающей стали больше твердости и вязкости. Сталь VG-10 в производстве ножей используют многие ведущие мировые бренды. В Японии из этой стали клинки делают Mcusta, Mikadzo, Tojiro, Kasumi и др. Компании Spyderco, Cold Steel, SOG, Camillus, FALLKNIVEN, Browning и др., не только изготавливают клинки из VG-10, но и многие из них полностью размещают производство своих ножей в Японии. Для ножей с клинками из VG-10 характерна очень высокая стойкость к коррозии (практически не ржавеют). Они легко при заточке выводятся «в бритву», не так хрупки, как «подшипниковые» стали и значительно дольше, по сравнению с другими клинковыми сплавами, держат заточку основной фазы рабочего использования, которая наступает после потери первой, «фабричной», заточки и заканчивается в момент наступления необходимости заточки затупившегося ножа.

9. ZDP-189 (Япония) — порошковая инструментальная супер-сталь с высоким содержанием хрома и углерода. Производиться с 1996 года для ножевой промышленности японской металлургической компанией «Hitachi Metals» (Japan) на основе технологии аморфных металлических сплавов. Относится к самым сбалансированным по структуре высокоуглеродистым сталям. Для стали ZDP-189 характерна ударопрочность и высокая коррозионная стойкость.

Состав стали: Углерод(C) — 2.90-3.00%, Хром(Cr) — 19.00-20.50%, Молибден(Мо) – 0.90-1.0%, Ванадий(V) — 0.25-0.35%, Кремний(Si) — 0.35%, Марганец(Mn) — 0.50%, Вольфрам(W) — 0.60%.

Некоторые производители ножей доводят закалку своих клинков из стали ZDP-189 до твердости в 69 HRc. При такой твердости следует избегать больших ударных и механических нагрузок.

10. AUS-8 (Япония) — коррозионностойкая сталь производства компании Aichi Steel Works (Japan).

Состав стали: Углерод(C) — 0,80%, Хром(Cr) – 14,5%, Кремний(Si) – 0,60%, Марганец(Mn) — 0,40%, Ванадий(V) – 0,30%, Молибден(Мо) – 1,1%.

Наряду со сталью AUS-6, AUS-8 является одной из самых широко используемых японских нержавеющих сталей производителями ножей всего мира. Клинки из такой стали имеют оптимальное соотношение гибкости и твердости в 56-59 Hrс. Для них характерны отличные режущие свойства, механическая выносливость, высокое качество изготовления, коррозионная стойкость и относительно низкая цена. Ножи с клинками из AUS-8 не требуют частой заточки и для них пригодны большинство марок абразивов и подручных средств, не требующих специальных навыков.
Сталь AUS-8A изготавливается для американской компании Cold Steel и отличается от AUS-8 чуть большим содержанием углерода(1%). По своим потребительским свойствам это одна и та же сталь.

Аналоги: США сталь 440С; Япония AUS-8(AUS-8A); Швеция АЕВ-L; Китай 8Cr13MoV; РФ 75Х16МФ и 95Х18.

Мы благодарим всех, кто принял участие в нашем опросе и надеемся, что вам было интересно познакомиться с десятью самыми популярными сталями.

Топ 10 самые прочные металлы в мире

Использование металлов в повседневной жизни началось на заре развития человечества, и первым металлом являлась медь, поскольку является доступной в природе и легко поддается обработке. Недаром археологи при раскопках находят различные изделия и домашнюю утварь из этого металла. В процессе эволюции люди постепенно учились соединять различные металлы, получая все более прочные сплавы, пригодные для изготовления орудий труда, а позже и оружия. В наше время продолжаются эксперименты, благодаря которым можно выявить самые прочные металлы в мире.

Открывает наш рейтинг титан – высокопрочный твердый металл, который сразу же привлек к себе внимание. Свойствами титана являются:

  • высокая удельная прочность;
  • стойкость к высоким температурам;
  • низкая плотность;
  • коррозийная стойкость;
  • механическая и химическая стойкость.

Титан применяется в военной промышленности, медицине авиации, кораблестроении, и других сферах производства.

Самый известный элемент, который считается одним из самых прочных металлов в мире, и в нормальных условиях представляет собой слабый радиоактивный металл. В природе находится как в свободном состоянии, так и в кислых осадочных породах. Он достаточно тяжел, широко распространен повсеместно и обладает парамагнитными свойствами, гибкостью, ковкостью, и относительной пластичностью. Уран применяется во многих сферах производства.

8. Вольфрам

Известен как самый тугоплавкий металл из всех существующих, и относится к самым прочным металлам в мире. Представляет собой твердый переходный элемент блестящего серебристо-серого цвета. Обладает высокой прочностью, отличной тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям. Благодаря своим свойствам поддается ковке, и вытягивается в тонкую нить. Известен в качестве вольфрамовой нити накаливания.

Среди представителей данной группы считается переходным металлом высокой плотности серебристо-белого цвета. В природе встречается в чистом виде, однако встречается в молибденовом и медном сырье. Отличается высокой твердостью и плотностью, и имеет отличную тугоплавкость. Обладает повышенной прочностью, которая не теряется при многократных перепадах температур. Рений относится к дорогим металлам и имеет высокую стоимость. Используется в современной технике и электронике.

Блестящий серебристо-белый металл со слегка голубоватым отливом, относится к платиновой группе и считается одним из самых прочных металлов в мире. Аналогично иридию имеет высокую атомную плотность высокую прочность и твердость. Поскольку осмий относится к платиновым металлам, имеет схожие с иридием свойства: тугоплавкость, твердость, хрупкость, стойкость к механическим воздействиям, а также к влиянию агрессивных сред. Нашел широкое применение в хирургии, электронной микроскопии, химической промышленности, ракетной технике, электронной аппаратуре.

5. Бериллий

Относится к группе металлов, и представляет собой элемент светло-серого цвета, обладающий относительной твердостью и высокой токсичностью. Благодаря своим уникальным свойствам бериллий применяется в самых различных сферах производства:

  • ядерной энергетике;
  • аэрокосмической технике;
  • металлургии;
  • лазерной технике;
  • атомной энергетике.

Из-за высокой твердости бериллий используется при производстве легирующих сплавов, огнеупорных материалов.

Следующим в десятке самых прочных металлов в мире является хром – твердый, высокопрочный металл голубовато-белого цвета, стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Хром Используется для создания различных сплавов, которые используются при изготовлении медицинского, а также химического технологического оборудования. В соединении с железом образует сплав феррохром, который используется при изготовлении металлорежущих инструментов.

Бронзу в рейтинге заслуживает тантал, поскольку является одним из самых прочных металлов в мире. Он представляет собой серебристый металл с высокой твердостью и атомной плотностью. Благодаря образованию на его поверхности оксидной пленки, имеет свинцовый оттенок.

Отличительными свойствами тантала являются высокая прочность, тугоплавкость, стойкость к коррозии, воздействию агрессивных сред. Металл является достаточно пластичным металлом и легко поддается механической обработке. Сегодня тантал успешно используется:

  • в химической промышленности;
  • при сооружении ядерных реакторов;
  • в металлургическом производстве;
  • при создании жаропрочных сплавов.

Вторую строчку рейтинга самых прочных металлов в мире занимает рутений – серебристый металл, принадлежащий к платиновой группе. Его особенностью является наличие в составе мышечной ткани живых организмов. Ценными свойствами рутения являются высокая прочность, твердость, тугоплавкость, химическая стойкость, способность образовывать комплексные соединения. Рутений считается катализатором многих химических реакций, выступает в роли материала для изготовления электродов, контактов, острых наконечников.

Рейтинг самых прочных металлов в мире возглавляет именно иридий – серебристо-белый, твердый и тугоплавкий металл, который относится к платиновой группе. В природе высокопрочный элемент встречается крайне редко, и часто входит в соединение с осмием. Из-за своей природной твердости он плохо поддается механической обработке и обладает высокой стойкостью к воздействию химический веществ. Иридий с большим трудом реагирует на воздействие галогенов и перекиси натрия.

Этот металл играет важную роль в повседневной жизни. Его добавляют к титану, хрому и вольфраму для улучшения стойкости к кислым средам, применяют при изготовлении канцелярских принадлежностей, используют в ювелирном деле для создания ювелирных изделий. Стоимость иридия остается высокой из-за ограниченного присутствия в природе.

Самый твердый металл в мире

Многих любителей интересных фактов интересует вопрос, какой металл самый твердый? И навскидку ответить на этот вопрос будет непросто. Конечно, любой учитель химии без труда скажет правильно, даже не задумываясь. Но среди рядовых граждан, которые последний раз занимались химией в школе, не многие смогут правильно и быстро дать ответ. Это связано с тем, что все с детства привыкли делать разнообразные игрушки из проволоки и хорошо запомнили, что медь и алюминий мягкие и хорошо поддаются сгибанию, а вот стали наоборот не так просто придать желаемую форму. С тремя названными металлами человек имеет дело чаще всего, поэтому остальные кандидатуры даже не рассматривает. Но сталь, конечно же, не является самым твердым металлом в мире. Справедливости ради стоит отметить, что это вообще не металл в химическом смысле, а соединение железа с углеродом.

Что такое титан?

Самым твердым металлом является титан. Впервые чистый титан был получен в 1925 году. Это открытие произвело фурор в научных кругах. На новый материал сразу же обратили внимание промышленники и по достоинству оценили преимущества от его использования. По официальной версии, самый твердый металл на Земле получил свое название в честь несокрушимых Титанов, которые согласно древнегреческой мифологии были основателями мира.

По оценкам ученых суммарные мировые запасы титана на сегодняшний день составляют около 730 миллионов тонн. При нынешних темпах добычи ископаемого сырья хватит еще на 150 лет. Титан занимает 10 место по природным запасам среди всех известных металлов. Крупнейшим в мире производителем титана является российская компания «ВСМПО-Ависма», которая удовлетворяет до 35% мировых потребностей. Предприятие занимается полным циклом переработки от добычи руды до изготовления различной продукции. Оно занимает порядка 90% российского рынка по производству титана. Около 70% готовой продукции идет на экспорт.

Титан — легкий металл серебристого цвета с температурой плавления 1670 градусов по Цельсию. Проявляет высокую химическую активность только при нагревании, в нормальных условиях не реагирует с большинством химических элементов и соединений. В природе не встречается в чистом виде. Распространен в виде рутиловых (двуокись титана) и ильменитовых (сложное вещество, состоящее из двуокиси титана и оксида двухвалентного железа) руд. Чистый титан выделяется путем спекания руды с хлором, а затем вытеснения более активным металлом (чаще всего магнием) из полученного тетрахлорида.

Промышленное применение титана

Самый твердый металл имеет довольно широкий спектр применения во многих отраслях. Аморфно расположенные атомы обеспечивают титану высочайший уровень прочности на растяжение и кручение, хорошую сопротивляемость ударному воздействию, высокие магнитные качества. Металл используется для изготовления корпусов воздушного транспорта и ракет. Он хорошо справляется с огромными нагрузками, которые испытывают на себе машины, находясь на огромной высоте. Также титан применяется при производстве корпусов для подводных лодок, так как способен выдерживать высокое давление на больших глубинах.

В медицинской отрасли металл используется при изготовлении протезов и зубных имплантатов, а также хирургических инструментов. В качестве легирующей добавки элемент добавляют в некоторые марки стали, что придает им повышенную прочность и стойкость к коррозии. Титан хорошо подходит для литья, так как позволяет получать идеально гладкие поверхности. Из него также изготавливают ювелирные украшения и декоративные изделия. Активно используются и соединения титана. Из диоксида изготавливают краски, белила, добавляют в состав бумаги и пластика.

Сложноорганические соли титана применяют в качестве затвердительного катализатора в лакокрасочном производстве. Из карбида титана изготавливают различные инструменты и насадки для обработки и сверления других металлов. В точном машиностроении из титанового алюминида производят износостойкие элементы, которые обладают высоким запасом прочности.

Самый твердый сплав металла был получен американскими учеными в 2011 году. В его состав вошли палладий, кремний, фосфор, германий и серебро. Новый материал был назван «металлическое стекло». Он соединил в себе твердость стекла и пластичность металла. Последнее не позволяет трещинам распространяться, как это происходит со стандартным стеклом. Естественно, в широкое производство материал запущен не был, так как его компоненты, особенно палладий, относятся к редким металлам и стоят очень дорого.

В данный момент усилия ученых направлены на поиски альтернативных компонентов, которые бы позволили сохранить полученные свойства, но значительно снизили стоимость производства. Тем не менее, отдельные детали для аэрокосмической отрасли уже производятся из полученного сплава. Если альтернативные элементы удастся внедрить в структуру и материал получит широкое распространение, то вполне возможно, что он станет одним из самых востребованных сплавов будущего.

Самый твердый металл в мире: название и другие свойства

Распространенное мнение о твердости – это алмаз или булат / дамасская сталь. Если первый минерал превосходит все простые вещества, существующие на Земле, что создала природа, то, поражающими воображение свойствами клинков из редкой стали, они обязаны мастерству кузнецов-оружейников, добавкам из других металлов. Многие технические сплавы, применяемые, например, для производства сверхтвердых резцов в машиностроительной промышленности, создания прочного, надежного инструмента, обладающего уникальными свойствами, связаны с этими добавками в привычном симбиозе железа с углеродом, кратко, традиционно называемыми сталью, – хрому, титану, ванадию, молибдену, никелю. Когда читатели спрашивают, какой самый твердый металл в мире, то в ответ на страницах сайтов на них обрушивается шквал противоречивой информации. В этом амплуа, по мнению авторов различных статей, выступает то вольфрам или хром, то иридий с осмием, то титан с танталом.

Чтобы пробраться через дебри не всегда правильно истолкованных, пусть и точных фактов, стоит обратиться к первоисточнику – системе элементов, содержащихся как в составе Земли, так и в остальных космических объектах, оставленной человечеству великим русским химиком и физиком Д.И. Менделеевым. Он обладал энциклопедическими знаниями, совершил много научных прорывов в знании об устройстве, составе, взаимодействии веществ, помимо знаменитой таблицы на основе открытого им фундаментального периодического закона, названной его именем.

Платина и ее группа

Ближайшие к Солнцу планеты – Меркурий, Венеру, Марс, вместе с нашей планетой, причисляют к одной – земной группе. Основания для этого есть не только у астрономов, физиков и математиков, но и у геологов с химиками. Поводом для таких выводов у последних является в том числе и то, что все они, в основном, состоят из силикатов, т.е. различных производных элемента кремния, а также многочисленных соединений металлов из таблицы Дмитрия Ивановича.

В частности, наша планета большей частью (до 99%) состоит из десяти элементов:

    Кислород. Это и воздух атмосферы, и огромное количество воды в Мировом океане, где его содержание доходит почти до 86%, а также леса как «зеленые легкие» Земли. Более 1,5 тыс. разнообразных соединений с его участием в твердой оболочке планеты.

Кремний и кальций. Их содержание в земной коре – 29,5 и 3,38%, соответственно. Их соединения и есть собственно земля – твердая поверхность под нашими ногами, горы, холмы и сопки на горизонте и за ним.

Металлы: алюминий, железо, на долю которых приходится до 8 и 4% массы земной коры. Неразлучная парочка – натрий с калием, а также магний, титан и марганец.

Но человека, кроме необходимого для выживания и развития железа и сплавов на его основе, всегда куда больше привлекали драгоценные, часто уважительно называемые благородными, металлы – золото и серебро, позднее – платина.

С ней в одну, по научной классификации, принятой у химиков, платиновую группу входят рутений, родий, палладий и осмий с иридием. Все они также относятся к благородным металлам. По атомной массе их еще условно разделяют на две подгруппы:

    Легкие – рутений, родий и палладий.

Тяжелые – платина, осмий и иридий.

Последние два и представляют особый интерес для нашего околонаучного расследования на тему, кто тут самый твердый. Связано это с тем, что большая, по сравнению с другими элементами, атомная масса: 190,23 — у осмия, 192,22 – у иридия, по законам физики, подразумевает и огромную удельную плотность, а, следовательно, твердость этих металлов.

Если плотные, тяжелые золото и свинец – это мягкие, пластичные вещества, несложные в обработке, то осмий и иридий, открытые в начале XIX века, на поверку оказались хрупкими. Здесь необходимо вспомнить, что мерило этого физического свойства – алмаз, которым можно без особых усилий нанести надпись на любом другом твердом материале природного или искусственного происхождения, также крайне хрупок, т.е. его достаточно несложно разбить. Хотя, на первый взгляд, это кажется практически невозможным.

Кроме того, осмий и палладий обладают еще многими интересными свойствами:

  • Очень высокой тугоплавкостью.
  • Не поддаются коррозии, окислению даже при нагревании до высокой температуры.
  • Стойки к воздействию концентрированных кислот и других агрессивных соединений.

Поэтому наравне с платиной, в том числе в виде соединений с ней, они используются при производстве катализаторов многих химических процессов, высокоточных приборов, оборудования, инструментов в медицинской, научной, военной, космической отраслях деятельности человечества.

Именно осмий и иридий, а ученые после исследований считают, что это свойство у них примерно одинаково дано природой, являются самыми твердыми металлами в мире.

И все бы хорошо, да не очень-то. Дело в том, что как их наличие в земной коре, так и, соответственно, мировая добыча этих весьма полезных ископаемых ничтожны:

  • 10 -11% – это их содержание в твердой оболочке планеты.
  • Суммарное количество произведенного чистого металла в год в пределах: 4 т по иридию, 1 т – осмию.
  • Цена осмия примерно равна цене золота.

Понятно, что эти редкоземельные, дорогие металлы, невзирая на их твердость, не могут даже ограничено использоваться в качестве сырья для производства; разве что как добавки в сплавы, соединения с другими металлами для придания уникальных свойств.

Кто за них?

Но человек не был собой, если бы не нашел замены иридию с осмием. Раз нецелесообразно, слишком дорого использовать их, то и внимание небезуспешно было обращено к другим металлам, нашедшим свое применение в разных ситуациях, отраслях для создания новых сплавов, композитных материалов, производства оборудования, машин и механизмов как гражданского, так и военного применения:

    Титан. Именно с началом использования этого легкого, но при этом очень твердого, прочного, пластичного, тугоплавкого металла связывают появление реактивных гражданских, военных самолетов, в том числе развивающих скорость во много раз быстрее звука. Он также широко используется, незаменим при создании космической техники, современных морских судов, океанских лайнеров, во многих других отраслях.

Вольфрам. Очень твердый, самый тугоплавкий металл, к тому же обладающий огромной стойкостью к любым внешним воздействия. Весьма востребован человечеством.

Хром, ванадий, марганец. Эта тройка металлов вместе и по отдельности, а также с примкнувшим к ним никелем, уже десятки лет активно используется металлургами для создания новых видов стали, специальных твердых сплавов с различными уникальными свойствами.

Хотя самый твердый металл в мире, а, вернее, целых два – иридий и осмий, показали свои уникальные свойства лишь в лабораторных условиях, а также в качестве ничтожных по процентному содержанию добавок в сплавы, других соединения для создания новых материалов, необходимых человеку, следует быть благодарными природе и за этот подарок. В то же время нет никаких сомнений, что пытливые умы талантливых ученых, гениальных изобретателей придумают новые вещества с уникальными свойствами, как это уже произошло с синтезом фуллеренов, которые оказались тверже алмаза, что уже удивительно.

Самые прочные металлы в мире: топ-10

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C. Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие. Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки. Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях. Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали. Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом. Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту. Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим. Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму. Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь. А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C. Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C. Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C). Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля. Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами. Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода. Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа. А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

* Новости рассылаются в виде подборок каждую неделю

Читать еще:  Образец заполнения журнала сварочных работ трубопроводов
Ссылка на основную публикацию
×
×
Для любых предложений по сайту: [email protected]