Il est utile pour les scientifiques et les ingénieurs de regrouper les métaux du plus fort au plus faible, mais le principal obstacle à cela est que la force est définie par plusieurs propriétés. Gardant cela à l'esprit, l'acier et ses alliages sont généralement en tête de liste pour la résistance générale. Le tungstène est généralement numéro un sur les listes qui se limitent aux métaux naturels, bien que le titane soit un concurrent proche. Aucun de ces métaux n'est aussi dur que le diamant ou aussi dur que le graphène, mais ces structures en treillis de carbone ne sont pas des métaux.
Quatre déterminants de la résistance
Lors de l'évaluation de la résistance d'un métal, vous pourriez parler de l'une des quatre qualités:
Les alliages sont des combinaisons de métaux, et la principale raison de la fabrication d'alliages est de produire un matériau plus résistant. L'alliage le plus important est l'acier, qui est une combinaison de fer et de carbone et est beaucoup plus dur que l'un de ses deux composants élémentaires. Les métallurgistes créent des alliages de la plupart des métaux, même de l'acier, et ils appartiennent aux listes des métaux les plus durs.
Une liste des métaux les plus forts
Parce que tant de facteurs se combinent pour définir la résistance d'un métal, il est difficile pour organiser une liste ordonnée du plus fort au plus faible. La liste non ordonnée suivante comprend les métaux et alliages naturels les plus solides du monde, mais l'ordre changerait en fonction de la propriété considérée comme la plus importante.
Acier au carbone - Cet alliage courant de fer et de carbone est en production depuis des siècles et obtient un score élevé pour les quatre qualités qui définissent la force. Il a une limite d'élasticité de 260 méga pascals (Mpa) et une résistance à la traction de 580 Mpa. Il a un score d'environ 6,0 sur l'échelle de Mohs et est très résistant aux chocs.
Alliage acier-fer-nickel - Il existe quelques variantes de cet alliage, mais en général, l'alliage d'acier au carbone avec du nickel augmente la limite d'élasticité à jusqu'à 1 420 MPa et la résistance à la traction jusqu'à 1 460 MPa.
Acier inoxydable - Un alliage d'acier, de chrome et de manganèse produit un métal résistant à la corrosion avec une limite d'élasticité allant jusqu'à 1 560 MPa et une traction jusqu'à 1600 MPa. Comme tous les types d'acier, cet alliage est très résistant aux chocs et obtient un score moyen sur l'échelle de Mohs.
Tungstène - Avec la résistance à la traction la plus élevée de tout métal naturel, le tungstène est souvent combiné avec de l'acier et d'autres métaux pour créer des alliages encore plus solides. Le tungstène est fragile, cependant, et se brise sous l'impact.
Carbure de tungstène - Un alliage de tungstène et de carbone, ce matériau est couramment utilisé pour les outils à arêtes tranchantes, tels que les couteaux, les lames de scie circulaire et les forets. Le tungstène et ses alliages ont des limites d'élasticité typiques de 300 à 1 000 MPa et des résistances à la traction de 500 à 1 050 MPa.
Titane - Ce métal naturel a le rapport résistance à la traction /densité le plus élevé de tous les métaux, ce qui le rend, livre pour livre, plus fort que le tungstène. Cependant, il obtient un score inférieur sur l'échelle de dureté de Mohs. Les alliages de titane sont solides et légers et sont souvent utilisés dans l'industrie aérospatiale.
Aluminide de titane - Cet alliage de titane, d'aluminium et de vanadium a une limite d'élasticité de 800 Mpa et une résistance à la traction de 880 Mpa.
Inconel - Un superalliage d'austénite, de nickel et de chrome, inconel conserve ses forces dans des conditions extrêmes et des températures élevées, ce qui le rend approprié pour les turbines à grande vitesse et les applications de réacteurs nucléaires.
Chrome - Si vous définissez la force d'un métal simplement en fonction de sa dureté, puis le chrome, qui a un score de 9,0 sur l'échelle de Mohs, serait en tête de votre liste. En soi, il n'est pas aussi solide que les autres métaux en termes de limite d'élasticité et de résistance à la traction, mais il est souvent ajouté aux alliages pour les rendre plus durs.
Fer - L'un des composants de l'acier, et c'est parti -au métal pour les fabricants d'outils et d'armes à travers les âges, le fer complète la liste des métaux les plus solides au monde. La fonte a un score d'environ 5 sur l'échelle de Mohs, et sa limite élastique et sa résistance à la traction sont respectivement d'environ 246 et 414 Mpa.
