قوی ترین فلزات جهان که ارزش بالایی دارند

امروزه فلزات از مهم ترین مواد اولیه در کلیه صنایع جهان هستند، اما همواره در میزان برتری آن ها نسبت به یک دیگر شبهاتی وجود داشته است. همان طور که می دانید فلزات از سنگ های معادن و مواد معدنی طبیعی به دست می آیند. البته این مواد نیاز به فرآیندهای ذوب و احیا داشته تا ناخالصی های آن ها از بین برود و ماده خام و مفید به دست آید.

جالب است بدانید کاربرد این مواد در تمامی صنایع و زندگی روزمره از تولید محصولات فولادی و آلومینیومی تا ساخت جواهرات و زیور آلات می باشد. هر کدام از آن ها نیز به علت به کار رفتن عناصر شیمیایی مختلف دارای خواص و ویژگی های منحصر به فردی هستند که سبب مناسب ساختن آن ها برای انواع صنایع خواهد شد. زمانی که صحبت از قوی ترین فلزات جهان که ارزش بالایی نیز دارند می شود، مواردی که در این مطلب به معرفی آن ها پرداخته ایم، به ترتیب در اولویت قرار می گیرند.

گروه بندی فلزات از قوی به ضعیف بسته به ملاک اندازه گیری آن ها دارد. به طور مثال از نظر معیار استحکام کششی و انعطاف پذیری این دسته بندی ها متفاوت در نظر گرفته می شود. از نظر استحکام کششی باید گفت فولاد و آلیاژهای آن معمولاً در صدر قرار می گیرند. در صورتی که در مورد رتبه بندی فلزات طبیعی، تنگستن در رتبه اول قرار داشته و پس از آن تیتانیوم قرار دارد. با این وجود بهتر است بدانید هیچ کدام از این فلزات به سختی الماس یا به سختی گرافن نیستند، اما آن ها ساختارهای شبکه کربنی به شمار می آیند.

عوامل تعیین کننده قدرت فلزات

به طور کلی زمانی که قصد مقایسه فلزات را با یک دیگر از نظر های استحکام، سختی، مقاومت و قدرت داریم، چهار ویژگی اصلی در نظر گرفته می شوند که به بررسی هر کدام می پردازیم:

استحکام کششی فلزات

منظور از استحکام کششی فلزات، میزان مقاومت یک فلز در برابر جدا شدن و شکستن را نشان می دهد. به طور مثال می توان گفت خمیر شیرینی و بتونه هر دو دارای استحکام کششی بسیار پایینی می باشند؛ این در صورتی است که فلز گرافن بالاترین استحکام کششی را به خود اختصاص می دهد.

استحکام فشاری یا سختی فلزات

میزان مقاومت یک ماده در برابر فشرده شدن را اندازه می‌گیرد. یکی از راه‌های تعیین این مورد استفاده از مقیاس Mohs با مقادیر 0 تا 10 است که 10 سخت‌ترین آن است.

استحکام تسلیم فلز

به درصد مقاومت یک فلز خاص در برابر خمش و تغییر شکل دائمی آن گفته می شود.

استحکام ضربه فلزات

مقاومت و استحکام فلزات در برابر ضربه بدون هیچ گونه شکستگی را استحکام ضربه می گویند. البته الماس دارای امتیاز 10 یونی در مقیاس مو می باشد، اما در صورت چکش خواری، خرد خواهد شد. از سوی دیگر فولاد به سختی الماس نیست، اما قابلیت خرد شدن به آسانی ندارد.

رتبه بندی فلزات از منظر قدرت

عوامل زیادی تعیین کننده قدرت فلزات هستند که مهم ترین آن ها میزان استحکام هایی است که نام برده شدند. در ادامه قوی ترین فلزات جهان به ترتیب آورده شده اند:

تنگستن

یکی از قدرت مند ترین فلزات از نظر استحکام کششی در مقایسه با هر گونه فلز طبیعی، تنگستن نامیده می شود. این فلز بالاترین نقطه ذوب را نسبت به سایر فلزات (به جز کربن) داشته، اما از نظر شکنندگی ضعیف بوده و در برابر ضربه خرد خواهد شد. برای ایجاد آلیاژهای فولاد و مصارف الکتریکی از این ماده استفاده می کنند.

فولاد

فولاد پس از تنگستن یکی از قدرت مند ترین فلزات از نظر استحکام های مختلف به شمار می آید. این آلیاژ به طور معمول از ترکیب شدن آهن و کربن تولید شده و انواع مختلفی دارد. انواع ورق های فولادی و مقاطع شامل ورق سیاه، روغنی، اسیدشویی، میلگرد، نبشی، تیرآهن و ... بسیاری از موارد دیگر هستند که هر کدام با داشتن خواص و ویژگی های منحصر به فرد کاربردهای زیادی را در صنایع کل جهان به خود اختصاص داده اند.

کروم

یکی از مهم ترین آلیاژهای فولاد با نام استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ شناخته می شود. این فولاد مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارد، اما این موضوع به علت وجود عنصر کروم در ترکیبات تولید آن می باشد. الماس سخت ترین ماده جهان و کروم سخت ترین فلز جهان به شمار می آیند. کروم مقاومت بسیار بالایی در خراش نیز دارد. همچنین در برخی از وسایل تزئینی از کروم در جهت آبکاری استفاده می کنند، اما بیشترین کاربرد آن در ترکیب با سایر آلیاژها است.

فولاد کربنی

فولاد کربنی یکی از آلیاژهای آهن و فولاد است که از هر نظر استحکام، رتبه بالایی را به خود اختصاص داده است. استحکام تسلیم این فلز 260 مگاپاسکال و مقاومت کششی آن 580 مگاپاسکال می باشد. در مقیاس سختی نیز (Mohs) امتیاز آن در حدود 0/6 بوده و در برابر ضربه نیز مقاومت دارد.

استنلس استیل

همان طور که اشاره شد، فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل، مقاومت بسیار بالایی در برابر عوامل اکسیداسیون، زنگ زدگی و خوردگی دارد و استحکام تسلیم آن نیز در حدود 1560 مگاپاسکال و مقاومت کششی آن در حدود 1600 مگاپاسکال است. سختی این آلیاژ مطلوب بوده و در برابر ضربه تا حدودی مقاوم است.

کاربید تنگستن

این آلیاژ از ترکیب عناصر کربن و تنگستن تولید شده و بیشتر برای ساخت ابزارهایی با لبه نیز مانند چاقو، مته ها، تیغه های اره های مدور و ... از آن استفاده می شود. تنگستن به همراه آلیاژهای آن دارای مقاومت کششی بین 500 تا 1050 مگاپاسکال و قدرت تسلیم از 300 تا 1000 مگاپاسکال است.

تیتانیوم

تیتانیوم یک فلز طبیعی می باشد که از نظر نسبت استحکام کششی به چگالی در بالاترین رتبه قرار دارد؛ در نتیجه از تنگستن قوی تر است، اما از نظر سختی امتیاز کمتری دارد. آلیاژهای این فلز با چگالی کم، قوی و سبک هستند و از آن ها بیشتر در صنعت هوا فضا استفاده می شود.

آلیاژ آلومینید تیتانیوم

این آلیاژ از ترکیب شدن عناصر تیتانیوم، آلومینیوم و وانادیوم تولید می شود و مقاومت تسلیم آن 800 Mpa و مقاومت کششی 880 مگاپاسکال است.

آلیاژ اینکونل

اینکونل از ترکیب آستنیت، نیکل و کروم به دست می آید و یک سوپرآلیاژ شناخته می شود. این آلیاژ در دماهای بسیار بالا، مقاومت داشته و از این رو برای توربین های پر سرعت و راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

حتما بخوانید:آلیاژ آهنی چیست؟

آهن

یکی از اصلی ترین فلزات جهان آهن است که سبب تولید فولاد به همراه آلیاژهای آن خواهد شد. این ماده از سنگ آهن فراوری شده به دست می آید و لیست قوی ترین فلزات جهان را تکمیل می کند. چدن نیز یکی از آلیاژهای این ماده است که در مقیاس سختی حدود 5 امتیاز دارد.

حتما بخوانید:آهن چیست؟

نتیجه ‌گیری

فلزات ذکر شده در فوق به صورت مختصر شرح داده شدند و هدف بررسی ویژگی های اصلی آن ها از منظر قدرت بود. هر کدام از فلزات جهان با داشتن ویژگی های مختلف و روند تولید متفاوت، در کاربردهای خاص به کار برده می شوند؛ از این رو تنها اصلی ترین مشخصات آن ها نام برده شد. با این وجود بهتر است بدانید آلیاژها از فلزات مقاومت بیشتری دارند؛ زیرا از ترکیب عناصر با آن ها تولید می شوند و در نهایت خواص بهتری در آن ها پس از آزمایش های مختلف ایجاد می شود.