很多人都在视频里看过测试,想知道“最硬的金属”是什么。我们的脑海里可能会想到两种金属——钨和铬。

先说说钨。钨的价值,很大程度上体现在它“硬度和熔点都很高”这一点上。钨是熔点最高的金属,能到3422℃,是所有金属里最难被熔化的。这意味着在绝大多数金属都化成液体的时候,它还能保持固体状态。白炽灯泡里那根发光的灯丝,就是钨丝。就因为这个特性,它成了高温环境里的“守护者”。

在航空航天领域,火箭发动机的喷管要承受3000℃以上的高温和高压,用纯钨做的喷管在这么极端的环境下还能保持结构稳定。在核聚变研究里,钨基材料能抵抗氢同位素的高温等离子体轰击,所以成了反应堆第一壁的首选材料。更厉害的是,钨的硬度在高温下反而更强,温度升到700℃的时候,它的硬度还能保持初始值的90%以上。就因为这个,钨成了制造高速切削工具的核心材料。像碳化钨硬质合金,硬度能达到1800 - 2200HV,是普通工具钢的3到4倍,能轻松切割淬火钢、钛合金这些硬质材料。

然后我们说说铬。你可能很少听到它被拿来比拼硬度,但你的生活里到处都是它。铬最厉害的本事不是自己有多硬,而是它能保护其他金属,并且让它们变得又亮又耐腐蚀。当铬暴露在空气中,会立刻形成一层非常薄、非常致密的透明氧化膜。这层膜紧贴在表面,像盔甲一样阻止里面的金属生锈。而且,这层膜反光能力很好,呈现出很亮的银色光泽。
铬的硬度优势,更多体现在它能在耐腐蚀性和硬度之间达到很好的平衡。纯铬硬度是高,但它真正厉害的地方是作为合金元素能发挥大作用。在不锈钢里加12%以上的铬,钢材表面就会形成一层很致密的氧化铬薄膜,这层薄膜只有纳米厚,却能像盔甲一样挡住氧气和水的侵蚀,让不锈钢在潮湿环境里几十年都不生锈。这种特性让不锈钢成了医疗器械、食品加工设备的理想材料,比如手术刀要反复消毒,还要和人体组织接触,316L不锈钢加了18%的铬,就能在保持锋利的同时不被体液腐蚀。在汽车工业里,镀铬工艺不仅让保险杠有镜面一样的光泽,铬层的硬度还能提高抗刮擦能力,让汽车外观长时间保持好看。
钨和铬这两种金属代表了“硬”的两种道路。
钨是自身硬,追求极致的性能参数,主要解决高难度、高强度的工程问题。
铬是让别的材料变硬、变耐用,它通过合金化和表面处理,把抗腐蚀和耐磨的属性赋予给大量日常材料,尤其是钢铁。

