地球上最强硬的10种金属

对科学家和工程师来说，将金属由强至弱分类很有用，但做到这一点涉及多个属性，因此有一定难度。应记住，钢及其合金在大多数列表中通常都是强度最高的。钨在自然金属中，通常是第一，钛是紧随其后的竞争者。虽然这些金属都不如钻石或石墨烯坚硬，但这些碳原子晶格结构并非金属。

四个强度决定因素

在评估金属强度时，通常是基于以下四个属性之一：

1. 抗张强度是指金属对抗拉伸能力的量度。饼干面团和橡皮泥的抗拉强度都很低，石墨烯是有史以来抗张强度最大的材料。
2. 抗压强度或硬度是测量抵抗挤压能力的值。做到这一点的其中一个方法是使用莫氏硬度表（Mohs），从0-10，并且以10为最硬。
3. 抗屈强度量度的是特定金属杆或梁的抵抗弯曲和永久变形能力。对结构工程师来说，这是一个很重要的量度。
4. 冲击强度是材料在不粉碎的情况下抵抗冲击的能力。尽管钻石的莫氏硬度值是10，但用锤子可以将其打散。虽然钢的硬度不如钻石，但难以打碎。

合金与天然金属

合金是金属的混合物，生产合金的主要原因是产生一种更强硬的材料。最重要的合金是钢，混合了铁和碳，比这两种元素的单独形式都坚硬。冶金学家创造了大多数金属的合金，它们属于最坚硬的金属类别。

最坚硬的金属列表

由于要综合多方面因素才能确定一种金属的强度，因此难以按照由最强到最弱的循序排列。下面这个无序列表包括了世界上最强硬的天然金属和合金，但循序则取决于侧重因素而变化。

• 碳钢 — 这是最常见的铁和碳的合金，在确定强度的四个属性方面都有很高分值。它的抗屈强度是260兆帕（Mpa），抗张强度是580 Mpa。碳钢的莫氏硬度值是6.0，并且冲击强度也很高。
• 钢-铁-镍合金 — 这是该种合金的一些变种。碳钢与镍合金能将抗屈强度提高到1420MPa，抗张强度达到1460Mpa。
• 不锈钢 — 是一种钢、铬和锰的合金，能产生抗屈强度高达1560Mpa，抗张强度1600Mpa的耐腐蚀金属。与所有的钢一样，这种合金抗冲击强度也很高，并且莫氏硬度是中值。
• 钨 — 是所有天然金属中抗张强度最高的一种。钨经常与钢和其它金属混合制成更强硬的合金。然而，钨易碎，容易受冲击而打碎。
• 碳化钨 — 是一种用钨和碳混合而成的合金，经常用于生产刀、圆锯片和钻头等带边缘的工具。钨及其合金的抗屈强度通常在300-1000Mpa之间，抗张强度在500-1050Mpa之间。
• 钛 — 这是一种抗拉强度和密度比都很高的天然金属。钛合金由于强度好并且重量轻，经常用于航空航天领域。
• 铝化钛 — 这是一种钛、铝和钒的合金，抗屈和抗拉强度都为800Mpa。
• 铬镍铁合金 — 一种由奥氏体、镍和铬混合而成的高温合金。铬镍铁合金能耐受极端条件和高温，因此适合用于高速涡轮和核反应堆应用。
• 铬 — 如果基于硬度判断金属的强度，铬应为最高，因为它的莫氏硬度值为9.0。它本身的抗屈和抗拉强度不如其它金属，但经常添加到合金中增加硬度。
• 铁— 是钢的成分之一，也被归类为最强硬的金属列表中。铸铁的莫氏硬度值为5，抗屈和抗拉强度分别为246和414Mpa。