最も引張強さが高い金属はどれか？

金属業界では、引張強さは高応力用途向け製品設計時にファブリケーターとエンジニアが求める最も重要な特性の一つです。多くの金属がこれらの用途に耐えられますが、最も引張強さが高い金属はどれでしょうか？究極引張強さ980 MPaで、タングステンが他のあらゆる金属の中で最も高い引張強さを持ちます。しかし、その引張強さと圧縮強度をどう比較するかを理解し、タングステンの用途領域を区別することが重要です。

本稿では、タングステンの引張強さと圧縮強度を比較し、タングステンの代わりに使用できる高引張強さ特性を持つ他の金属について議論します。

タングステンの引張強さと圧縮強度

引張強さは材料が破断する前に張力や応力（引っ張り力）に抵抗する能力を指し、圧縮強度は材料が圧縮力（押しつぶす力）に抵抗する能力を指します。以下では、タングステンの引張強さと圧縮強度を詳述します。

タングステンの引張強さを理解する

材料の引張強さ（究極引張強さとも呼ばれる）とは、永久的に破断または破壊する前に耐えられる荷重や応力の能力を指します。この点で、タングステンはすべての天然金属の中で最も高い引張強さを持ちます。

その高い引張強さの主な理由は、原子と分子の配列にあります。5d電子によって原子間に強い金属結合が存在します。したがって、結合を破るには莫大なエネルギーが必要で、結果としてタングステンは3,422℃（6,192°F）の高い融点を持ちます。このため、タングステンはマイクロ波や従来の白熱電球に使用されます。

高い引張強さにより、タングステンはタングステンカーバイド基の硬質合金（タングステン鋼）の製造に広く使用されます。高応力に耐える能力により、航空宇宙と自動車産業の理想的な合金となります。タングステンには加工課題がありますが、効果的な戦略で高温炉部品、高圧遮断器、高出力半導体整流装置などの高度に特殊化したデバイスの製造に使用できます。

しかし、どの金属が最も高い引張強さを持つかは、高強度用途のあらゆるタイプで圧縮強度でも同等に優れていない限り重要ではありません。

タングステンの圧縮強度を理解する

引張強さとは異なり、材料の圧縮強度とは、破断するまで単軸圧縮力に耐える能力を指します。この要素は設計構造の材料選定に極めて重要です。

材料が耐えられる荷重が高いほど、塑性変形に対する抵抗は強くなります。この材料の荷重応力耐性は材料の降伏強度として表されます。タングステンとその合金の降伏強度は300〜1,000 MPaの範囲で変動します。タングステン-炭素合金（タングステンカーバイド）はダイヤモンドに近い降伏強度を示します。そのためタングステンカーバイドは主に切削工具と採掘工具に使用されます。

タングステンに次いで最も高い引張強さを持つ金属は？

タングステンが最も高い引張強さを持ちますが、以下の表で詳述する他の金属合金もしばしばその代わりとして使用できます：

1920年までタングステンは理想的な鋼材合金元素として知られ、白熱電球のフィラメントとして使用されていました。1935年に最初のタングステン重合金が生産され、その後40年間で産業需要が指数関数的に増加しました。今日、COVID-19危機にもかかわらずタングステン市場は好調で、将来も指数関数的な上昇が期待されています。

しかし、COVID-19による現在のサプライチェーン混乱を考慮すると、タングステンの余剰在庫を維持するか、将来の市場状況に関わらず生産を継続するためにリサイクル材料を見つけることが不可欠です。

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