Sertlik, hem metal hem de metal olmayan malzemelere atıfta bulunulduğunda göreceli bir terimdir. Genel olarak sertlik, yüksek bir erime noktası, çizilme direnci ve basınç altında deformasyona karşı yüksek direnç içerir. Krom, bakır ve demir gibi geçiş metallerine, sodyum dahil alkali metallere ve kurşun gibi geçiş sonrası metallere kıyasla en sert metalik elementler arasındadır. Bununla birlikte, metallerin ve diğer elementlerin bileşikleri ve alaşımları, saf hallerinden daha sert olabilir.
Sertlik Ölçekleri
Sertlik, ilk bakışta basit gibi görünen ancak dikkatli bir çalışma sonucunda ortaya çıkan karmaşık yönleri olan bir özelliktir. Malzemelerin sertliğini derecelendirmek ve karşılaştırmak için bilim adamları bir dizi test ve ölçüm ölçeği tasarladılar. Örneğin, Mohs ölçeği, malzemelerin çizilme direncini karşılaştıran göreli bir derecelendirme sistemidir. Dolayısıyla, A malzemesi B maddesini çizebiliyorsa, o zaman A, B'den daha sert olmalıdır ve A, daha yüksek bir Mohs numarası alır. Mohs dereceli en sert madde 10 puanla elmas ve en yumuşak madde 1 puanla talktır. Vickers ölçeği, sağ piramit şeklinde bir elmas girinti kullanır, bu daha sonra test malzemesine 10 ila 15 saniye boyunca bastırılır ve VHN veya Vickers Sertlik Numarası olarak rapor edilir.
Çelik Alaşımları
Çelik, demir, karbon ve diğer malzemelerin bir alaşımıdır; bir dizi çelik, sertlik dahil olmak üzere çeşitli farklı özellikler sunar. Korozyon ve kimyasal direncin yanı sıra sertleşme ve yüksek sıcaklık dayanımını artırmak için krom eklenir. Bor, nikel, molibden, niyobyum ve titanyum, güçlendirme ve sertleştirme özellikleri ekleyebilir. Bu farklı maddelerin bir kombinasyonu, bilinen en sert metallerden bazılarını üretebilir.
Tungsten karbür
Tungsten karbür 857, yüzde 85,7 tungsten karbür, yüzde 9,5 nikel, yüzde 1,8 tantal, yüzde 1,5 titanyum, yüzde 1 niyobyum ve yüzde 0,3 kromdan yapılmıştır. Bu tungsten karbür formu Mohs ölçeğinde 8 ile 9 arasındadır. Titanyumdan dört kat daha serttir.
Krom
8.5 Mohs derecesi ile krom, en sert saf element metaldir; ancak krom kullanan çelikler, elementin kendisinden daha serttir. Çeliklere belirgin bir sertlik kazandırmak için yalnızca eser miktarda krom gereklidir. Alaşımlarda kullanımına ek olarak, krom kaplama, diğer malzemelere metalin ince bir kaplamasını ekleyerek, aynı zamanda korozyona da dirençli olan parlak, sert bir dış "kabuk" sağlar.
Metal Bileşikler
Bazı metaller diğer elementlerle kimyasal olarak birleştiğinde son derece sert maddeler üretebilir. Örneğin, nadir metaller renyum ve osmiyum, çelikten çok daha sert bileşikler yapmak için bor ile birleşir; aslında, osmiyum diboridin doğal olarak oluşan en sert madde olan elması çizdiği bilinmektedir.
