Твердость - это относительный термин, когда речь идет о материалах, как металлических, так и неметаллических. Как правило, твердость включает в себя высокую температуру плавления, устойчивость к царапинам и высокую устойчивость к деформации под давлением. Хром является одним из самых твердых металлических элементов по сравнению с переходными металлами, такими как медь и железо, щелочными металлами, включая натрий, и постпереходными металлами, такими как свинец. Однако соединения и сплавы металлов и других элементов могут быть тверже, чем в чистом виде.
Шкалы твердости
Твердость - это свойство, которое сначала кажется простым, но имеет сложные аспекты, требующие тщательного изучения. Чтобы оценить и сравнить твердость материалов, ученые разработали ряд тестов и шкал измерения. Например, шкала Мооса - это относительная система оценки, которая сравнивает устойчивость материалов к царапинам. Таким образом, если материал A может поцарапать вещество B, то A должен быть тверже, чем B, и A имеет более высокое число Мооса. Самым твердым веществом по шкале Мооса является алмаз с оценкой 10, а самым мягким - тальк с оценкой 1. В шкале Виккерса используется алмазный индентор в форме правой пирамиды, который затем вдавливается в исследуемый материал на 10–15 секунд и обозначается как число твердости по Виккерсу (VHN).
Стальные сплавы
Сталь - это сплав железа, углерода и других материалов; ряд сталей обладает множеством различных свойств, включая твердость. Хром добавлен для повышения коррозионной и химической стойкости, а также для повышения прочности и прочности при высоких температурах. Бор, никель, молибден, ниобий и титан - все они могут повысить упрочняющие и упрочняющие свойства. Комбинация этих различных веществ может дать одни из самых твердых известных металлов.
Карбид вольфрама
Карбид вольфрама 857 состоит из 85,7% карбида вольфрама, 9,5% никеля, 1,8% тантала, 1,5% титана, 1% ниобия и 0,3% хрома. Эта форма карбида вольфрама имеет размер от 8 до 9 по шкале Мооса. Он в четыре раза тверже титана.
Хром
С рейтингом Мооса 8,5 хром является самым твердым чистым элементарным металлом; однако стали, в которых используется хром, тверже, чем сам элемент. Только следовые количества хрома необходимы для придания стали значительной твердости. Помимо использования в сплавах, хромирование добавляет тонкий слой металла к другим материалам, обеспечивая блестящую твердую внешнюю «оболочку», которая также противостоит коррозии.
Металлические соединения
При химическом соединении с другими элементами некоторые металлы могут образовывать чрезвычайно твердые вещества. Например, редкие металлы рений и осмий соединяются с бором, образуя соединения, которые намного тверже стали; на самом деле, диборид осмия, как известно, царапает алмаз, самое твердое вещество, которое встречается в природе.