Qual ​​metal tem a maior resistência à tração?

Na indústria metalúrgica, a resistência à tração é uma das propriedades mais importantes que os fabricantes e engenheiros procuram ao tentar projetar produtos para aplicações de alta tensão. Embora muitos metais possam suportar essas aplicações, qual metal tem a maior resistência à tração? Com uma resistência à tração final de 980 MPa, o tungstênio tem a maior resistência à tração de qualquer outro metal. No entanto, é importante entender como sua resistência à tração se compara à sua resistência à compressão para diferenciar as áreas de aplicação do tungstênio.

Neste artigo, comparamos a resistência à tração e a resistência à compressão do tungstênio e discutimos outros metais com propriedades de alta resistência à tração que podem ser usadas no lugar do tungstênio.

Resistência à tração do tungstênio versus resistência à compressão

Enquanto a resistência à tração se refere à capacidade de um metal de resistir à tensão ou estresse (força de tração) antes de quebrar, a resistência à compressão refere-se à capacidade de um metal de resistir à compressão (força de empurrão). Abaixo, detalhamos a resistência à tração e à compressão do tungstênio.

Compreendendo a resistência à tração do tungstênio

A resistência à tração (também chamada de resistência à tração final) de um material refere-se à sua capacidade de suportar carga ou tensão antes de quebrar ou falhar permanentemente. A este respeito, o tungstênio tem a maior resistência à tração entre todos os metais naturais.

A principal razão para sua alta resistência à tração é o arranjo de seus átomos e moléculas. Existe uma forte ligação metálica entre seus átomos pelos elétrons 5d. Assim, é necessária uma tremenda quantidade de energia para quebrar a ligação e, como resultado, o tungstênio tem um alto ponto de fusão de 6.192°F. Por causa disso, o tungstênio é usado em micro-ondas e na iluminação incandescente tradicional.

Devido à sua alta resistência à tração, o tungstênio é amplamente utilizado para produzir metais duros à base de carbonetos de tungstênio (aço de tungstênio). A capacidade de suportar altas tensões o torna uma liga ideal para as indústrias aeroespacial e automobilística. O tungstênio vem com desafios de usinagem; no entanto, com estratégias eficazes, ele pode ser usado para fabricar dispositivos altamente especializados, como peças de fornos de alta temperatura, disjuntores de alta tensão e dispositivos de retificação de semicondutores de alta potência.

No entanto, não importa qual metal tenha a maior resistência à tração, a menos que tenha uma pontuação igualmente boa na resistência à compressão para aplicações de alta resistência de qualquer tipo.

Compreendendo a resistência à compressão do tungstênio

Ao contrário da resistência à tração, a resistência à compressão de um material refere-se à sua capacidade de suportar a força de compressão uniaxial até que se rompa. Este fator é altamente essencial para a escolha de materiais para estruturas de projeto.

Quanto maior a carga que um material pode suportar, mais forte ele pode resistir à deformação plástica. Essa capacidade do material de suportar a tensão de carga é expressa como a resistência ao escoamento de um material. O limite de escoamento do tungstênio e suas ligas varia entre 300 a 1000 MPa. Uma liga de tungstênio-carbono (carboneto de tungstênio) apresenta um limite de escoamento próximo ao de um diamante. É por isso que o carboneto de tungstênio é usado principalmente para ferramentas de corte e mineração.

Qual ​​metal tem a maior resistência à tração ao lado do tungstênio?

Embora o tungstênio tenha a maior resistência à tração, outras ligas metálicas, detalhadas na tabela abaixo, também podem ser usadas em seu lugar:

Ligas	Resistência à tração final (MPa)	Força de rendimento (MPa)	Propriedades e Características	Aplicativos
Aço inoxidável	860	520	Alta resistência à corrosão Mantém alta resistência, mesmo em altas temperaturas Baixa manutenção Mais barato	Equipamentos médicos Aeronaves e aeroespaciais Arquiteturas
Cromo	413	362	O metal mais duro do mundo de acordo com a escala de dureza de Moh Um elemento de liga ideal para aumentar a resistência das ligas de ferro Alta resistência à oxidação	Fabricação de aço inoxidável Revestimento cromado para oferecer acabamento espelhado Moldes para a queima de tijolos
Titânio (CP 4)	550	483	Duas vezes mais forte que o alumínio Alto ponto de fusão de cerca de 2.750°F Naturalmente resistente à corrosão Excelente biocompatibilidade	Joias Implantes médicos Estruturas marítimas e aeroespaciais
Vanádio	800	776	Alto ponto de fusão de cerca de 3.470°F Maleável, dúctil, alta resistência à corrosão Com titânio, atinge alta relação resistência-peso	Ferrovanadium Ferramentas de corte Armaduras corporais Implantes dentários Motores a jato
Inconel (IN718)	965	550	Força excepcional em condições criogênicas Capacidade intrínseca de formar uma camada de óxido protetora contra a corrosão Fácil de soldar e usinar	Impressão 3D  Motores de turbina a gás Peças de motores turbojato Fundição de metal

Até 1920, o tungstênio era conhecido como um elemento de liga de aço ideal e era usado como filamento em lâmpadas incandescentes. Em 1935, as primeiras ligas de metal pesado de tungstênio foram produzidas e os 40 anos seguintes marcaram sua demanda industrial exponencial. Hoje, apesar da crise do COVID-19, o mercado de tungstênio está crescendo e espera-se que experimente um aumento exponencial no futuro.

No entanto, devido às atuais interrupções na cadeia de suprimentos causadas pelo COVID-19, é imperativo manter um estoque excedente de tungstênio ou encontrar materiais reciclados para continuar a produção, independentemente da situação do mercado no futuro.

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