Le métal le plus dur connu est l’alliage d’acier, qui est souvent rendu encore plus dur en ajoutant du carbone et d’autres éléments. Avec une résistance à la traction de 0.84 GPa (122,000 0.64 psi) et une limite d’élasticité de 67,000 GPa (1 10 psi), l’acier au carbone n’est surpassé en dureté que par les non-métaux très durs, tels que les rubis, les diamants ou les nanotiges de diamant agrégées. La dureté est définie comme la résistance d’une matière à l’abrasion ou à l’indentation. L’échelle de Mohs classe les éléments en fonction de leur dureté comparative, sur une échelle de 10 à 8, 9 étant le plus dur. Les meilleurs aciers à haute teneur en carbone évaluent de 9 à 10 sur l’échelle, par rapport au rubis à 2 et au diamant à XNUMX. Les métaux les plus durs sont encore un peu mous par rapport aux non-métaux les plus forts, sur la base des liaisons les plus fortes en chimie, le spXNUMXbond entre atomes de carbone.
Acier au carbone
L’acier au carbone à haute résistance subit un processus de trempe et de recuit, qui utilise de la chaleur pour le rendre plus dur. Bien que la chaleur renforce le métal, elle le rend également moins ductile, ce qui signifie qu’il est moins capable de se plier et de bouger lorsqu’il est soumis à des contraintes. Du carbone est également ajouté à l’acier, à quel point l’alliage d’acier devient de l’acier au carbone, ou de l’acier renforcé, le métal le plus dur disponible. Des teneurs en carbone pouvant atteindre 2 pour cent peuvent être présentes dans le métal le plus dur.
L’acier au carbone est l’un des types d’acier les plus courants, l’autre type le plus courant étant l’acier inoxydable. En raison de son point de fusion élevé de 2,800 1,537 °F (XNUMX XNUMX°C), la plupart des aciers au carbone sont utilisés dans les outils de construction tels que les marteaux perforateurs et les goujons de construction. Parfois, les métaux très durs, tels que l’acier au carbone, sont indésirables en raison de leurs autres propriétés ; l’acier au carbone, par exemple, est notoirement sujet à la corrosion. Bien qu’il s’agisse du métal le plus dur, ce n’est pas nécessairement le matériau le plus utile pour chaque travail.
Autres matériaux durs
Bien que souvent confondu avec le métal le plus dur, le carbure de tungstène est en fait un matériau composite composé de tungstène et de carbone, souvent additionné de cobalt. Il est utilisé à la fois dans l’armée et pour l’équipement de rechargement des armes à feu, et est également un choix populaire pour les alliances pour hommes.
L’iridium et le titane sont aussi parfois appelés à tort les métaux les plus durs ; bien qu’ils soient durs, ils ne sont pas les plus durs. Cependant, le titane a été utilisé pour construire les sous-marins de plongée les plus profonds du monde, et l’iridium est connu pour être le métal le plus résistant à la corrosion. Le chrome, qui est évalué à 8.5 sur l’échelle de Mohs, est également extrêmement dur et est souvent ajouté aux aciers alliés pour cette qualité. L’uranium appauvri, métal de choix pour les obus de chars, n’est pas plus dur que le carbure de tungstène ou l’acier au carbone mais il est plus dense, ce qui est préférable pour les projectiles. L’élément le plus résistant est le carbone, mais seulement lorsqu’il se présente sous la forme d’un diamant.