Το πιο σκληρό γνωστό μέταλλο είναι το κράμα χάλυβα, το οποίο συχνά γίνεται ακόμη πιο σκληρό με την προσθήκη άνθρακα και άλλων στοιχείων. Με αντοχή εφελκυσμού 0.84 GPa (122,000 psi) και αντοχή διαρροής 0.64 GPa (67,000 psi), ο ανθρακούχος χάλυβας ξεπερνιέται σε σκληρότητα μόνο από πολύ σκληρά αμέταλλα, όπως ρουμπίνια, διαμάντια ή συσσωματωμένες νανοράβδους διαμαντιών. Η σκληρότητα ορίζεται ως η αντίσταση μιας ύλης σε τριβή ή εσοχή. Η κλίμακα Mohs ταξινομεί τα στοιχεία σύμφωνα με τη συγκριτική σκληρότητα, σε μια κλίμακα από το 1 έως το 10, με το 10 να είναι το πιο σκληρό. Οι καλύτεροι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα βαθμολογούν το 8 έως το 9 στην κλίμακα, σε σχέση με το ρουμπίνι στο 9 και το διαμάντι στο 10. Τα σκληρότερα μέταλλα εξακολουθούν να είναι κάπως μαλακά σε σύγκριση με τα ισχυρότερα αμέταλλα, με βάση τους ισχυρότερους δεσμούς στη χημεία, τον δεσμό sp2 μεταξύ άτομα άνθρακα.
Άνθρακα
Ο υψηλής αντοχής ανθρακούχο χάλυβας περνά από μια διαδικασία σκλήρυνσης και ανόπτησης, η οποία χρησιμοποιεί θερμότητα, για να το κάνει πιο δύσκολο. Ενώ η θερμότητα κάνει το μέταλλο ισχυρότερο, το καθιστά επίσης λιγότερο όλκιμο, που σημαίνει ότι είναι λιγότερο ικανό να λυγίζει και να κινείται όταν βρίσκεται υπό πίεση. Ο άνθρακας προστίθεται επίσης στον χάλυβα, οπότε το μέταλλο από κράμα χάλυβα γίνεται ανθρακούχο χάλυβας ή ενισχυμένος χάλυβας, το σκληρότερο μέταλλο που υπάρχει. Περιεκτικότητα άνθρακα έως και 2 τοις εκατό μπορεί να υπάρχει στο σκληρότερο μέταλλο.
Ο ανθρακούχο χάλυβας είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους χάλυβα, ο άλλος πιο κοινός τύπος είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας. Λόγω του υψηλού σημείου τήξεως των 2,800°F (1,537°C), οι περισσότεροι ανθρακούχοι χάλυβες χρησιμοποιούνται σε εργαλεία κατασκευής, όπως τρυπάνια και πείρους κατασκευής. Μερικές φορές πολύ σκληρά μέταλλα, όπως ο ανθρακούχο χάλυβας, είναι ανεπιθύμητα λόγω των άλλων ιδιοτήτων τους. Ο ανθρακούχος χάλυβας, για παράδειγμα, είναι εμφανώς επιρρεπής στη διάβρωση. Αν και είναι το πιο σκληρό μέταλλο, δεν είναι απαραίτητα το πιο χρήσιμο υλικό για κάθε εργασία.
Άλλα σκληρά υλικά
Αν και συχνά λανθασμένα θεωρείται το σκληρότερο μέταλλο, το καρβίδιο του βολφραμίου, είναι στην πραγματικότητα ένα σύνθετο υλικό από βολφράμιο και άνθρακα, συχνά με προσθήκη κοβαλτίου. Χρησιμοποιείται τόσο στον στρατό όσο και στον εξοπλισμό επαναφόρτωσης όπλων και είναι επίσης δημοφιλής επιλογή για ανδρικές βέρες.
Το ιρίδιο και το τιτάνιο επίσης μερικές φορές λανθασμένα αποκαλούνται τα σκληρότερα μέταλλα. αν και είναι σκληροί, δεν είναι και οι πιο δύσκολοι. Ωστόσο, το τιτάνιο έχει χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή των υποβρυχίων με τις μεγαλύτερες καταδύσεις στον κόσμο και το ιρίδιο είναι γνωστό ότι είναι το πιο ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο. Το χρώμιο, το οποίο βαθμολογείται με 8.5 στην κλίμακα Mohs, είναι επίσης εξαιρετικά σκληρό και συχνά προστίθεται σε κράμα χάλυβες για αυτήν την ποιότητα. Το απεμπλουτισμένο ουράνιο, το μέταλλο της επιλογής για τα κελύφη των δεξαμενών, δεν είναι σκληρότερο από το καρβίδιο του βολφραμίου ή τον ανθρακούχο χάλυβα, αλλά είναι πιο πυκνό, το οποίο είναι προτιμότερο για βλήματα. Το ισχυρότερο μεμονωμένο στοιχείο είναι ο άνθρακας, αλλά μόνο όταν έχει τη μορφή διαμαντιού.