استحکام کششی چیست
استحکام کششی به توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر نیروهای وارده بدون شکستگی اشاره دارد. هنگام در نظر گرفتن استحکام فلزات، عوامل متعددی مانند ساختار اتمی، خواص مکانیکی، اندازه دانه نقش اساسی دارند. یکی از با استحکام ترین عناصر، تنگستن است. تنگستن به دلیل نقطه ذوب بالا و پیوندهای اتمی قوی از استحکام قابل توجهی برخوردار است. این فلز استحکام کششی بسیار خوبی را نشان می دهد و برای کاربرد در محیط های پرتنش، مانند اجزای موتور و ماشین آلات سنگین، ایده آل است همچنین، استحکام کششی فولاد نیز نقش مهمی در تعیین قیمت فولاد دارد. فولادهایی که استحکام کششی بالاتری دارند معمولاً قیمت بیشتری دارند، زیرا برای استخراج واستحصال آن ها نیاز به تکنیک های پیشرفته تر و کنترل کیفیت دقیق تری است. این نوع فولادها به دلیل قابلیت تحمل بارهای بیشتر و کاهش احتمال شکست، در صنایع خاص و سنگین کاربرد دارند.
یکی دیگر از نامزدهای احتمالی تیتانیوم است که به دلیل نسبت استثنایی استحکام به وزن خود شناخته شده است. آلیاژهای تیتانیوم دارای استحکام کششی بالا، چگالی کم و مقاومت در برابر خوردگی عالی هستند. این ویژگی ها به استفاده ترجیحی تیتانیوم در زمینه های هوافضا، دفاع و پزشکی کمک می کند. علاوه بر این، توانایی منحصر به فرد تیتانیوم در مقاومت در برابر دماهای شدید، آن را به ماده ای ارزشمند برای کاربرد در صنعت نفت و گاز تبدیل می کند.
در حالی که تنگستن و تیتانیوم رقبای امیدوار کننده ای هستند، باید به عنصر فوق العاده قوی کربن اشاره کرد. کربن، زمانی که در یک ساختار کریستالی قرار می گیرد، قوی ترین ماده شناخته شده - گرافن - را تشکیل می دهد. گرافن استحکام کششی، سفتی و هدایت الکتریکی بی نظیری را از خود نشان می دهد. اگرچه گرافن از نظر فنی یک فلز نیست، اما استحکام فوق العاده آن از تمام مواد فلزی شناخته شده پیشی میگیرد. با این حال، چالش در استفاده از پتانسیل گرافن در مقیاس بزرگ نهفته است، زیرا تولید و ادغام آن در کاربردهای عملی همچنان پیچیده است.
تعریف سختی فولاد
علاوه بر استحکام کششی، سختی یک عامل اساسی در تعیین استحکام فلز است. سختی به مقاومت یک ماده در برابر فرورفتگی و خراش اشاره دارد. الماس به عنوان سخت ترین ماده شناخته شده است. با این حال، آنها فلز نیستند. در قلمرو فلزات، کاربید تنگستن به دلیل سختی و استحکام قابل توجه خود متمایز است. سختی استثنایی آن از ترکیب تنگستن و کربن ناشی می شود. کاربید تنگستن کاربرد گسترده ای در ابزارهای برش، ساینده ها و سایر کاربردهای مقاوم در برابر سایش پیدا می کند.استحکام تسلیم
استحکام تسلیم به معنای مقاومت ماده در برابر تغییر شکل و یا دفرمگی میباشد. در این زمینه فولاد به عنوان پیشتاز ظاهر می شود. فولاد، آلیاژی که عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده است، که پس از عملیات حرارتی استحکام تسلیم بالا میرود و در مقابل دفرمگی مقاومت میکنند.
قوی ترین ترین فلز در جهان موضوعی است که در قلمرو علم و مهندسی مواد مورد توجه قرار می گیرد. به دلیل کاربردهای بالقوه آن در صنایع مختلف از جمله هوافضا، ساخت و ساز و خودروسازی از اهمیت زیادی برخوردار است.
هدف این مقاله بررسی پیچیدگی های تعیین قوی ترین فلز، با در نظر گرفتن دیدگاه های مقاومت کششی، سختی و انعطاف پذیری است. در ادامه به بررسی خواص چندین عنصر با خاصیت استحکام بالا می پردازیم:
- اسمیم
- فولاد
- کروم
- تیتانیوم
- تنگستن
