Wat is het meest bekende metaal?

Hardheid is een relatieve term bij het verwijzen naar materialen, zowel metaal als niet-metaal. In het algemeen houdt hardheid een hoog smeltpunt, krasvastheid en hoge weerstand tegen vervorming onder druk in. Chroom is een van de hardste metalen elementen, vergeleken met overgangsmetalen zoals koper en ijzer, alkalimetalen zoals natrium en post-overgangsmetalen zoals lood. Verbindingen en legeringen van metalen en andere elementen kunnen echter harder zijn dan die in hun zuivere staat.

Hardheid is een eigenschap die op het eerste gezicht eenvoudig lijkt, maar gecompliceerde aspecten heeft die bij zorgvuldige bestudering naar voren komen. Om de hardheid van materialen te beoordelen en te vergelijken, hebben wetenschappers een aantal tests en meetschalen bedacht. De schaal van Mohs is bijvoorbeeld een relatief beoordelingssysteem dat de krasbestendigheid van materialen vergelijkt. Dus als materiaal A stof B kan krassen, dan moet A harder zijn dan B en krijgt A een hoger Mohs-getal. De hardste stof met Mohs-classificatie is diamant met een score van 10 en de zachtste is talk met een score van 1. De Vickers-schaal gebruikt een diamanten indenter in de vorm van een rechter piramide, die vervolgens 10 tot 15 seconden in het testmateriaal wordt gedrukt en wordt gerapporteerd als VHN of Vickers-hardheidsgetal.

Staal is een legering van ijzer, koolstof en andere materialen; een reeks staalsoorten biedt een verscheidenheid aan verschillende eigenschappen, waaronder hardheid. Chroom wordt toegevoegd om de corrosie- en chemische weerstand te verhogen, evenals de verharding en de sterkte bij hoge temperaturen. Boor, nikkel, molybdeen, niobium en titanium kunnen allemaal versterkende en verhardende eigenschappen toevoegen. Een combinatie van deze verschillende stoffen kan enkele van de hardst bekende metalen produceren.

Wolfraamcarbide 857 is gemaakt van 85,7 procent wolfraamcarbide, 9,5 procent nikkel, 1,8 procent tantaal, 1,5 procent titanium, 1 procent niobium en 0,3 procent chroom. Deze vorm van wolfraamcarbide meet tussen 8 en 9 op de schaal van Mohs. Het is vier keer harder dan titanium.

Met een Mohs-score van 8,5 is chroom het hardste pure elementaire metaal; de staalsoorten die chroom gebruiken, zijn echter harder dan het element zelf. Er zijn slechts sporenhoeveelheden chroom nodig om staal aanzienlijk hard te maken. Naast het gebruik in legeringen, voegt verchromen een dunne coating van het metaal toe aan andere materialen, waardoor een glanzende, harde buitenlaag wordt verkregen die ook bestand is tegen corrosie.

Wanneer ze chemisch worden gecombineerd met andere elementen, kunnen sommige metalen extreem harde stoffen produceren. De zeldzame metalen rhenium en osmium combineren bijvoorbeeld met boor om verbindingen te maken die veel harder zijn dan staal; in feite is bekend dat osmiumdiboride krast op diamant, de moeilijkst bekende stof die van nature voorkomt.