Härte ist ein relativer Begriff, wenn es um Materialien geht, sowohl aus Metall als auch aus Nichtmetall. Im Allgemeinen beinhaltet Härte einen hohen Schmelzpunkt, Kratzfestigkeit und eine hohe Beständigkeit gegen Verformung unter Druck. Chrom gehört zu den härtesten metallischen Elementen im Vergleich zu Übergangsmetallen wie Kupfer und Eisen, Alkalimetallen einschließlich Natrium und Nachübergangsmetallen wie Blei. Verbindungen und Legierungen von Metallen und anderen Elementen können jedoch härter sein als solche im reinen Zustand.
Härteskalen
Härte ist eine Eigenschaft, die auf den ersten Blick einfach erscheint, aber komplizierte Aspekte hat, die bei sorgfältiger Untersuchung auftauchen. Um die Härte von Materialien zu bewerten und zu vergleichen, haben Wissenschaftler eine Reihe von Tests und Messskalen entwickelt. Die Mohs-Skala ist beispielsweise ein relatives Bewertungssystem, das die Kratzfestigkeit von Materialien vergleicht. Wenn also Material A Substanz B zerkratzen kann, muss A härter sein als B, und A erhält eine höhere Mohs-Zahl. Die härteste Substanz mit Mohs-Bewertung ist Diamant mit einer Punktzahl von 10 und die weichste ist Talk mit einer Bewertung von 1. Die Vickers-Skala verwendet einen Diamant-Eindringkörper in Form einer rechten Pyramide, der dann für 10 bis 15 Sekunden in das Testmaterial gedrückt und als VHN oder Vickers-Härtezahl angegeben wird.
Stahllegierungen
Stahl ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und anderen Materialien; Eine Reihe von Stählen bietet eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften, einschließlich Härte. Chrom wird hinzugefügt, um die Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit sowie die Härtung und Warmfestigkeit zu erhöhen. Bor, Nickel, Molybdän, Niob und Titan können alle verstärkende und härtende Eigenschaften hinzufügen. Eine Kombination dieser verschiedenen Stoffe kann einige der härtesten bekannten Metalle erzeugen.
Wolframkarbid
Wolframcarbid 857 besteht aus 85,7% Wolframcarbid, 9,5% Nickel, 1,8% Tantal, 1,5% Titan, 1% Niob und 0,3% Chrom. Diese Form von Wolframkarbid misst zwischen 8 und 9 auf der Mohs-Skala. Es ist viermal härter als Titan.
Chrom
Mit einer Mohs-Bewertung von 8,5 ist Chrom das härteste reine Elementarmetall; die Stähle, die Chrom verwenden, sind jedoch härter als das Element selbst. Nur Spuren von Chrom sind erforderlich, um Stählen eine signifikante Härte zu verleihen. Neben der Verwendung in Legierungen fügt die Verchromung anderen Materialien eine dünne Beschichtung des Metalls hinzu, wodurch eine glänzende, harte äußere „Schale“ entsteht, die auch korrosionsbeständig ist.
Metallverbindungen
In chemischer Verbindung mit anderen Elementen können einige Metalle extrem harte Stoffe bilden. Die seltenen Metalle Rhenium und Osmium verbinden sich beispielsweise mit Bor zu Verbindungen, die viel härter sind als Stahl; Tatsächlich ist bekannt, dass Osmiumdiborid Diamant kratzt, die härteste bekannte Substanz, die in der Natur vorkommt.