Den hårdaste kända metallen är stållegering, som ofta görs ännu hårdare genom att tillsätta kol och andra element. Med en draghållfasthet på 0.84 GPa (122,000 0.64 psi) och en sträckgräns på 67,000 GPa (1 10 psi) överträffas kolstål i hårdhet endast av mycket hårda icke-metaller, såsom rubiner, diamanter eller aggregerade diamantnanostavar. Hårdhet definieras som ett ämnes motståndskraft mot nötning eller fördjupning. Mohs-skalan rangordnar element efter jämförande hårdhet, på en skala från 10 till 8, där 9 är hårdast. De bästa högkolhaltiga stålen betygsätter 9 till 10 på skalan, i förhållande till rubin vid 2 och diamant på XNUMX. De hårdaste metallerna är fortfarande något mjuka i jämförelse med de starkaste icke-metallerna, baserat på de starkaste bindningarna inom kemi, spXNUMXbonden mellan kolatomer.
Kolstål
Höghållfast kolstål går igenom en process av härdning och glödgning, som använder värme för att göra det svårare. Medan värme gör metallen starkare, gör den den också mindre duktil, vilket innebär att den inte kan böjas och röra sig när den utsätts för stress. Kol tillsätts också stålet, då stållegeringsmetallen blir kolstål, eller förstärkt stål, den hårdaste metallen som finns. Kolhalter så stora som 2 procent kan finnas i den hårdaste metallen.
Kolstål är en av de vanligaste typerna av stål, den andra vanligaste typen är rostfritt stål. På grund av den höga smältpunkten på 2,800 1,537°F (XNUMX XNUMX°C) används de flesta kolstål i konstruktionsverktyg som bergborrar och konstruktionsstift. Ibland är mycket hårda metaller, såsom kolstål, oönskade på grund av deras andra egenskaper; kolstål, till exempel, är notoriskt benäget att korrosion. Även om det är den hårdaste metallen, är det inte nödvändigtvis det mest användbara materialet för varje jobb.
Andra hårda material
Även om det ofta misstas att vara den hårdaste metallen, är volframkarbid faktiskt ett kompositmaterial gjord av volfram och kol, ofta med kobolt tillsatt. Den används i både militären och för omladdning av vapen, och är också ett populärt val för mäns vigselringar.
Iridium och titan kallas också ibland felaktigt för de hårdaste metallerna; även om de är svåra är de inte de svåraste. Titan har dock använts för att bygga världens djupaste dykande ubåtar, och iridium är känt för att vara den mest korrosionsbeständiga metallen. Krom, som får 8.5 på Mohs-skalan, är också extremt hårt och tillsätts ofta till legerat stål för denna kvalitet. Utarmat uran, den valda metallen för tankskal, är inte hårdare än volframkarbid eller kolstål men den är tätare, vilket är att föredra för projektiler. Det starkaste enskilda elementet är kol, men bara när det är i form av en diamant.