Hvad er det hårdest kendte metal?

Hårdhed er et relativt udtryk, når der henvises til materialer, både metal og ikke-metal. Generelt involverer hårdhed et højt smeltepunkt, ridsefasthed og høj modstandsdygtighed over for deformering under tryk. Krom er blandt de hårdeste metalelementer sammenlignet med overgangsmetaller såsom kobber og jern, alkalimetaller inklusive natrium og efterovergangsmetaller som bly. Imidlertid kan forbindelser og legeringer af metaller og andre grundstoffer være hårdere end dem i ren tilstand.

Hårdhed er en egenskab, der i første omgang virker enkel, men har komplicerede aspekter, der kommer op under omhyggelig undersøgelse. For at vurdere og sammenligne materialernes hårdhed har forskere udtænkt en række tests og måleskalaer. For eksempel er Mohs-skalaen et relativ klassificeringssystem, der sammenligner materialernes ridsefasthed. Så hvis materiale A kan ridse stof B, så skal A være hårdere end B, og A får et højere Mohs-tal. Det hårdeste Mohs-vurderede stof er diamant med en score på 10, og den blødeste er talkum med en rating på 1. Vickers-skalaen bruger et diamantindryk i form af en højre pyramide, som derefter presses ind i testmaterialet i 10 til 15 sekunder og rapporteres som VHN- eller Vickers-hårdhedsnummer.

Stål er en legering af jern, kulstof og andre materialer; en række stål tilbyder en række forskellige egenskaber, herunder hårdhed. Krom tilsættes for at øge korrosions- og kemikaliebestandighed samt hærdning og styrke ved høj temperatur. Bor, nikkel, molybdæn, niob og titanium kan alle tilføje styrkende og hærdende egenskaber. En kombination af disse forskellige stoffer kan producere nogle af de hårdest kendte metaller.

Wolframcarbid 857 er lavet af 85,7 procent wolframcarbid, 9,5 procent nikkel, 1,8 procent tantal, 1,5 procent titanium, 1 procent niob og 0,3 procent krom. Denne form for wolframcarbid måler mellem 8 og 9 på Mohs-skalaen. Det er fire gange hårdere end titanium.

Med en Mohs-vurdering på 8,5 er krom det hårdeste rene elementære metal; imidlertid er stålene, der bruger krom, hårdere end elementet i sig selv. Kun spormængder af krom kræves for at tilføje stål en betydelig hårdhed. Ud over brugen i legeringer tilføjer forkromning en tynd belægning af metallet til andre materialer, hvilket giver en skinnende, hård ydre "skal", der også modstår korrosion.

Når de kombineres kemisk med andre grundstoffer, kan nogle metaller producere ekstremt hårde stoffer. For eksempel kombineres de sjældne metaller rhenium og osmium med bor for at fremstille forbindelser, der er meget hårdere end stål; faktisk er osmiumdiborid kendt for at ridse diamant, det hårdest kendte stof, der forekommer naturligt.