Самый крепкий металл 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.

• 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.

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.

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.

Появилась информация, что в новом смартфоне iPhone 6 производитель откажется от использования Gorilla Glass и будет снабжать экран сапфировыми стеклами. Давайте разберемся на сколько же сапфир тверже и прочнее Gorilla Glass?

Прежде всего САПФИР — это не стекло вовсе!

ЧТО ТАКОЕ САПФИР
Природный сапфир (он же корунд, он же рубин) — это драгоценный минерал, отличающийся крайней твердостью. Выше сапфира располагается только алмаз. Соответственно и поцарапать его ни песком, сверлом, каким-либо абразивом без алмазной основы — НЕЛЬЗЯ. Химическая формула Al 2O 3 Драгоценные сапфиры, рубины имеют цвет благодаря природным примесям других металлов. Химически чистый сапфир абсолютно прозрачен.

КАК ПРОИЗВОДЯТ САПФИР?
Оксид алюминия очень дешевое вещество. Но это порошок или же мелкие кристаллы с дефектами, которые никому не нужны. Для получения в промышленности в специальном тигле расплавляют оксид алюминия при температуре свыше +2400 °С и заливают в форму. Но самое главное — для получения цельного крупного монокристалла его приходится крайне медленно и равномерно охлаждать в течение 70-ти дней. Малейшее отклонение от графика приводит к образованию трещин и полной негодности для дальнейшего применения.

В результате охлаждения получаются болванки весом 150кг, которые затем режутся (вероятно алмазной проволокой или лазером, по этому поводу Apple уже оформила патент:)).

НА СКОЛЬКО ПРОЧНЫЙ САПФИР?
По шкале твердости Мооса твердость сапфира 9. Высшая оценка у алмаза — 10. Сапфир очень, очень твердый. В частности сапфировые 9они же корундовые) пластины и шарики применяются в танковой броне многих стран мира для противодействия твердым подкалиберным снарядам из вольфрама.

БУДЕТ ЛИ САПФИР ЧАЩЕ БИТЬСЯ?

сапфировые болванки

Многие наивно полагают, что вместе с приобретением твердости новые экраны станут значительно более хрупкими. ЭТО МИФ!!!

Нет — сапфир ни в коем случае не будет хрупче стекла! Gorilla Glass — это специальные каленые сорта стекла, которые в самом деле хрупкие. Но стекло — это аморфное тело, не имеющее кристаллической решетки вовсе. Корунд напротив — это монокристалл с четко упорядоченными узлами, благодаря чему и появляется такая прочность. При любых условиях и тестах, ударах, изгибах, скручиваниях и т.п. сафпир ВСЕГДА (!) будет в разы прочнее любого стекла. И при этом тверже. Его старший собрат алмаз вообще крайне тяжело разрушить даже молотом (природные алмазы ювелиры раскалывают используя естественные трещины).

Порезанные заготовки сапфира - будущие экраны смартфонов

Разумеется всему есть предел, и прочности сапфира тоже. Стекло ведь не такое уж и толстое. Но в любом случае после применения сапфировых «стекол» в смартфонах можно будет говорить, что основной несущей конструкцией будет уже не корпус, а экран. Очень многое будет зависеть от толщины этого самого стекла.

БОИТСЯ ЛИ САПФИР ОГНЯ ИЛИ ЧЕГО-ТО ЕЩЕ?

Нет, сапфир не боится ни огня, ни большинства кислот щелочей или чего-то еще. По-сути (химически) это сгоревший алюминий, повторно сгореть он не может даже при нагреве. Сапфир боится только алмаза и идиотов.

ЦЕНА
Gorilla Glass стоит с конвейера 3$, сапфирная панель — 30$ и все время дешевеет. Но наверняка щедрый Apple накинет сверху еще 200-300$.

Предвосхищая ожидаемые вопросы:

— А можно ли в Айфон 6 забить гвоздь?
или
— Спасет ли сапфировое стекло от пули?
можно сразу ответить… Забить гвоздь будет проблематично — понадобится приличный молоток и, собственно, гвоздь. Примечательно, что защита телефоном с сапфировым стеклом от пули тоже определенная будет, не зря же корунд пихают в танки! Но вместо транжирства денег на новомодные игрушки купите лучше добротный стационарный комп. Он тепло шуршит, и стрелять в вас никто не будет и гвозди будете забивать куда жена попросит.

P.S. И еще раз — сапфир это НЕ СТЕКЛО!

Не забываем лайкать.

Скорее всего большинство знает, что прочность напечатанных изделий не одинакова во всех плоскостях. Вот я и решил узнать на сколько хорошо склеиваются слои пластика и какой пластик (из того что я имею) лучше использовать для прочных изделий.

Для тестирования я нарисовал модельки держателя, куда вставлялся тестируемый образец, и сам тестируемый брусок.
Предполагалось следующее:

• приспособление крепится на краю стола;
• вставляется тестируемый брусок;
• подвешиваем пустую бутылку;
• медленно наливаем воду;
• когда брусок ломается, взвешиваем бутылку с водой.

Для чистоты эксперимента g-code я использовал один для печати ABS и Nylon, второй g-code для PLA и Filamentarno, меняя только температуру экструдера. Печать велась в два периметра и 12.5 процентном заполнении. Кроме прочего, я намеренно печатал с завышенной температурой.
В испытаниях принимали участие следующие пластики:

ABS FDplast
PLA FDplast
Filamentarno
ABS Classic Принтпродукт
Nylon M2 Принтпродукт
Nylon COSMIC Принтпродукт

Печатал сразу по два экземпляра

Сечение места излома 10 на 8 мм.

И так, у меня получились следующие результаты:

Прочнее всего оказался PLA пластик (что и следовало ожидать). А вот нейлон, скорее всего, плохо переносит перегрев.

А теперь почему не стоит этого делать, когда жена дома:

Изначально, я полагал, что будет достаточно полуторалитровой бутылки, но... веса оказалось не достаточно, пришлось использовать пятилитровые бутылки. При падении вода часто выплескивалась и часть комнаты стала мокрой.

С раннего средневековья до наших дней солдаты противоборствующих сторон для защиты своей головы в бою использовали металлические шлемы различной формы и прочности. Со временем они эволюционировали в каски, обязательные к ношению солдатами во время боевых действий. При этом массовое производство данных головных уборов в нашей стране началось лишь в период Великой Отечественной войны. Возникает вопрос, насколько были прочны советские каски и способны защитить воина в бою?

Боевая задача работникам тыла

По данным статистики за время Великой Отечественной войны в Советском Союзе было произведено более десяти миллионов металлических касок. Впрочем, не так важно было количество, как качество данных головных уборов. Как показала война, оно было на высоте. Дело в том, что будто предчувствуя надвигающуюся трагедию, Советское правительство еще в 1932 году, почти за десять лет до начала войны поручило Лысьвенскому металлургическому заводу, ведущего свою историю с 1785 года разработать новую металлическую каску для солдат пехоты. Задача оказалась практически не выполнимой. Каска должна была надежно защищать голову солдата от выстрела винтовки, автомата, осколков артиллерийских снарядов и шрапнели. Мало того, заказчик в лице Министерства Обороны СССР хотел, чтобы головной убор имел удобную форму, и весил не более 800 грамм для самого большого пятого размера головы. Отказаться от сложного заказа руководство предприятия не могло, и его специалисты принялись за дело. При этом необходимо отметить, что Лысьвенский металлургический завод был выбран для производства касок не случайно. В царской армии подобных металлических касок, предназначенных для защиты солдат от пулевых и осколочных ранений, не изготовлялось. В стране выпускались лишь каски для пожарных. Причем их производство осуществлялось как раз на Лысьвенском металлургическом заводе. Не удивительно, что заказ на создание касок для солдат поступило именно на это предприятие, которое располагалось на Урале вдали от театра военных действий.

Первый вариант советской каски появился в 1936 году, но он абсолютно не соответствовал требованиям заказчика. Впоследствии было выпущено еще несколько модификаций касок, но, ни одна из них не дотягивала до высоких стандартов установленных Министерством Обороны СССР. Только в 1940-м году, наконец, появился СШ-40 (стальной шлем образца 1940 года), соответствующий всем предъявленным требованиям. Предыдущие модели каски отличало низкое качество стали и практически полное отсутствие пулестойкости. К тому же каски более ранних модификаций нельзя было одевать на теплые головные уборы, что в условиях русских морозов являлось существенным недостатком. В каске 1940-года было усовершенствовано подтулейное устройство, а также механизм амортизации. Но главным оказалась разработка углеродистой кремний-марганцево-никелевой стали, получившей уловное обозначение И-1. Именно ее применение позволило добиться необходимой пулеустойчивости.

Испытания

Сразу после появления первых опытных образцов каски начались ее испытания на соответствие требованиям заказчика. Оказалось, что каска, выполненная из броневой стали И-1 толщиной 1,2 миллиметра являлась надежным средством защиты от пуль и осколков артиллерийских снарядов. Данные характеристики стального шлема были подтверждены с помощью отстрела из 3-х линейной винтовки, а также пистолетов марки «Наган» и «ТТ». В ходе первых испытаний в тире завода в стальной шлем стреляли с расстояния 10 метров из винтовки Мосина, рассчитанной на дальность стрельбы от 800 до 1000 метров, а также из «нагана». Испытания новая каска с честью выдержала. Затем на полигоне стальной шлем расстреляли из автомата ППШ с дистанции 115 метров, результат также оказался удовлетворительным. Данные испытаний аккуратно заносились в соответствующие журналы и сохранились до наших дней. Одновременно, новую советскую каску сравнили с аналогичными стальными шлемами, стоящими на вооружении армий Германии, Швеции и Италии. При этом отметить, что к началу войны у немцев было несколько модификаций стальных шлемов, но как показали натурные испытания, все они существенно проигрывали СШ-40 в пулестойкости, а также легкости и возможности использования в зимних условиях. Самое интересное, что во время войны сталь для каски, как и ее форму неоднократно пытались усовершенствовать, но добиться характеристик лучших, чем у стали И-1 и более оптимальной формы, чем у СШ-40 так и не смогли. Данный факт был зафиксирован после войны специальной комиссией Министерства Обороны СССР.

Это достаточно распространенный вопрос среди новичков, "лучший тип" зависит от типа меча и от того, в каких целях его собираются использовать...

Нужно упомянуть, что присутствует ряд более важных факторов, чем сталь, из которой сделан меч (например, качество ковки важнее чем тип стали, из которой сделан меч - меч из хорошо закаленного куска самой дешевой нелегированной углеродистой стали гораздо лучше, чем плохо закаленный меч из стали L6.

Но давайте не будем все усложнять!

Так-что вместо этого давайте спросим "какие типы стали в основном используются для ковки мечей - и какие у них сильные и слабые стороны"(конечно, когда они закалены как надо!)?

Нержавеющая сталь

Раньше почти каждый меч был сделан из нержавеющей стали. Теперь она используется только для дешевых декоративных мечей - и не просто так!

Мечи из нержавеющей стали(или любые другие мечи в длину свыше 12") считаются слишком хрупкими для применения и ломаются очень легко (как было продемонстрировано на печально известном видео home shopping video ниже.

Как объяснить это с технической точки зрения - нержавеющая сталь "не ржавеет" из-за того что в ней содержится высокий процент хрома (более 11%), и когда клинок достигает в длину 12"(меч), связь между хромом и сталью ослабевает. Так-что место мечей из нержавеющей стали - на стенке.

Примечание: Есть исключения из этого правила. Мечи из нержавеющей стали могут быть использованы для практики бесконтактных форм.

нелегированная углеродистая сталь

Для хорошего меча (естественно, закаленного как надо) нелегированная углеродистая сталь подходит лучше всего! Но что это значит?

Когда углеродистая сталь используется для ковки мечей, которая обозначается несколькими цифрами: первые две - 10, потом идут цифры от 1 до 99 (каждая цифра обозначает содержание 0.1% углерода в стали.

Чаще всего для ковки мечей используются 3 типа углеродистой стали: 1045, 1060 и 1095. Эксперты утверждают, что идеальное содержание углерода в стали, пригодной для хорошего и прочного меча - от 0.5 до 0.7 %, однако сталь 1045,самая недорогая, также используется.

Углеродистая сталь 1045

Мечи из этого типа стали сделать легко и недорого (как при ручной ковке, так и при прессинге и на станке). Эта сталь может быть закалена, и требует минимум затрат стали.

Когда меч такой стали хорошо закален, он достаточно крепок. И если вы найдете недорогой меч, который помечен как "сделанный из высшей углеродистой стали", это скорее всего сталь 1045, и меч, сделанный на станке.

Углеродистая сталь 1060

Мечи из этой стали - это идеальной баланс между прочностью и гибкостью. Они так-же известны своей прочностью. Мечи COLD STEEL сделанны из стали 1060.

Мечи из 1060 стали очень популярны несмотря на то, что их сложнее ковать.

VIDEO: Cold Steel Demo

Пример того на сколько прочны мечи из 1060 стали.

1095 углеродистая сталь

Эта сталь очень жесткая, и если мечи из 1095 стали закалены не должным образом, могут возникнуть проблемы при контакте с ещё более жесткой поверхностью (например например при попадании по деревянному стенду).

Итак, сталь с высоким содержанием углерода позволяет создавать особенно острые мечи. Но в этом случае острота может стоить мечу прочности.

Конечно, это не значит, что мечи из 1095 стали - хрупкие! Но определенные преимущества в прочности у мечей, сделанных из стали с низким содержанием углерода, есть.

Мечи из 1095 стали имеют репутацию "относительно" хрупких, и ключевое слово здесь - относительно. Все зависит от того, для чего вам нужен меч.

Пружинная сталь

Существуют два нужных нам типа пружинной стали - 5160 и 9260.Так-же как и в углеродистой стали, в них содержится 0.60% углерода (идеальный баланс между прочностью и гибкостью). Когда такая сталь закалена как надо, после определенного воздействии (например, искривления) она может возвращаться в свою исходную форму.

5160 пружинная сталь

В ней содержится 7% хрома - не достаточно, чтобы получить нержавеющую сталь (где нужно минимум 13%). Выкованный из такой стали, получается очень прочным.

5160 сталь так-же использовалась знаменитым Nepalese Khurki. Он создал невероятно острый и прочный меч, с помощью которого одним ударом отрубили голову буйволу.

Опять же, все зависит от закалки. Плохо закаленный меч из стали отличного качества может оказаться бесполезным.

VIDEO: Flex Test

На видео меч возвращается в исходную форму, будучи изогнутым на 90 градусов!

Мечи из 9260 стали почти в два раза прочнее мечей из 5160 стали (как пишет efunda.com)

Тем не менее такие мечи так-же могут ломаться.

VIDEO: 9260 Sword Breaking

На видео показано, как меч ломается при плохом ударе о толстую кость (толще, чем любая человеческая кость).

Мораль - любой меч может сломаться...

Инструментальная сталь

В последнее время эта сталь достаточно популярна - из нее получаются прочные острые мечи. На рынке существуют несколько типов данной стали. Мы поговорим о двух из них: T10 и L6 Bainite

Инструментальная сталь T10

В этой стали из вольфрамового сплава содержится высокий процент углерода (1%). Обычно это сталь называют "высокоскоростной".

T10 - очень твердая сталь (HRC60), и мечи, правильно закаленные, очень прочны. Благодаря вольфраму мечи из Т10 устойчивее к царапинам, чем другие мечи с таким-же содержанием углерода. Они так-же сравнительно тяжелее.

VIDEO: Destructive Testing of a T10 Tool Steel Sword

На видео показано, что мечи из Т10 очень прочны.

Это так-же инструментальная сталь, (используется для изготавления пил для разрезания гипсовой повязки) где L - низколегированный сплав.

Когда закалены как следует, такие мечи считаются самыми крепкими. Такая репутация появилась у мечей из L6 благодаря работе Howard Clark из Bugei Trading company, который в поздних 90х производил мечи ручной работы из L6.

Такой меч трудно закалить (из-за жесткости стали), и так-же нужно постоянно поддерживать в хорошем состоянии, не давая ему заржаветь. Мечи из L6 - самые дорогие (от 1000$ США)

Дамаская сталь

Катана из дамаской стали

у многих людей возникает вопрос о дамаской стали, и многие считают её лучшей для мечей.

Но даже зная это, у многих людей создается впечатление, что такая сталь прочнее других, и лезвия мечей, сделанные из такой стали, острее.

Это не правда.

Что касается японских мечей, - исторически такая технология применялась к японской железной руде (не очень хорошего качества) чтобы улучшить ее свойства. С качеством руды на сегодняшний день такие меры не обязательны.