Cietākais zināmais metāls ir tērauda sakausējums, kas bieži tiek padarīts vēl cietāks, pievienojot oglekli un citus elementus. Ar 0.84 GPa (122,000 0.64 psi) stiepes izturību un 67,000 GPa (1 10 psi) tecēšanas robežu oglekļa tēraudu cietības ziņā pārspēj tikai ļoti cieti nemetāli, piemēram, rubīni, dimanti vai agregēti dimanta nanostieņi. Cietība tiek definēta kā vielas izturība pret nodilumu vai iespiedumu. Mosa skala sarindo elementus pēc salīdzinošās cietības skalā no 10 līdz 8, un 9 ir vissmagākais. Labākie tēraudi ar augstu oglekļa saturu skalā vērtē no 9 līdz 10, salīdzinot ar rubīnu ar 2 un dimantu ar XNUMX. Cietākie metāli joprojām ir nedaudz mīksti salīdzinājumā ar spēcīgākajiem nemetāliem, pamatojoties uz spēcīgākajām saitēm ķīmijā, spXNUMX saiti starp oglekļa atomi.
Oglekļa tērauds
Augstas stiprības oglekļa tērauds tiek pakļauts rūdīšanas un atkausēšanas procesam, kurā izmanto siltumu, lai padarītu to grūtāku. Kaut arī siltums padara metālu stiprāku, tas arī padara to mazāk elastīgu, kas nozīmē, ka tas mazāk spējīgs saliekties un kustēties, kad tas ir pakļauts stresam. Tēraudam tiek pievienots arī ogleklis, kurā tērauda sakausējuma metāls kļūst par oglekļa tēraudu vai pastiprinātu tēraudu, cietāko pieejamo metālu. Oglekļa saturs var būt pat 2 procenti cietākajā metālā.
Oglekļa tērauds ir viens no visizplatītākajiem tērauda veidiem, otrs visizplatītākais ir nerūsējošais tērauds. Pateicoties tā augstajai kušanas temperatūrai 2,800 °F (1,537 °C), lielākā daļa oglekļa tēraudu tiek izmantoti celtniecības instrumentos, piemēram, akmens urbjos un celtniecības dībeļos. Dažreiz ļoti cieti metāli, piemēram, oglekļa tērauds, ir nevēlami to citu īpašību dēļ; piemēram, oglekļa tērauds ir bēdīgi pakļauts korozijai. Lai gan tas ir cietākais metāls, tas ne vienmēr ir visnoderīgākais materiāls katram darbam.
Citi cietie materiāli
Lai gan bieži tiek kļūdaini uzskatīts par cietāko metālu, volframa karbīds patiesībā ir kompozītmateriāls, kas izgatavots no volframa un oglekļa, bieži vien pievienojot kobaltu. To izmanto gan militārajā jomā, gan ieroču pārlādēšanas aprīkojumā, kā arī populāra izvēle vīriešu laulības gredzeniem.
Iridijs un titāns dažreiz tiek nepareizi saukti arī par cietākajiem metāliem; lai gan tie ir grūti, tie nav tie grūtākie. Tomēr titāns ir izmantots, lai būvētu pasaulē dziļākās niršanas zemūdenes, un ir zināms, ka irīdijs ir korozijizturīgākais metāls. Hroms, kura rādītājs ir 8.5 pēc Mosa skalas, arī ir ārkārtīgi ciets, un to bieži pievieno leģētajiem tēraudiem šīs kvalitātes dēļ. Noplicināts urāns, izvēlētais metāls tanku korpusiem, nav cietāks par volframa karbīdu vai oglekļa tēraudu, taču tas ir blīvāks, kas ir vēlams šāviņiem. Spēcīgākais elements ir ogleklis, bet tikai tad, ja tas ir dimanta formā.