تعریف سختی

در علم مواد، سختی معیاری برای سنجش مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک موضعی ناشی از فرورفتگی یا سایش مکانیکی است. به طور کلی، مواد مختلف در سختی آنها متفاوت است. به عنوان مثال، فلزات سخت مانند تیتانیوم و بریلیم سخت تر از فلزات نرم مانند سدیم و قلع فلزی یا چوب و پلاستیک های معمولی هستند. اندازه گیری های مختلفی برای سختی وجود دارد: سختی خراش، سختی فرورفتگی و سختی برگشتی.

نمونه‌های رایج ماده سخت سرامیک، بتن، فلزات خاص و مواد فوق سخت هستند که می‌توان آن‌ها را با ماده نرم مقایسه کرد.

انواع اصلی اندازه گیری سختی

سه نوع اصلی اندازه گیری سختی وجود دارد: خراش، فرورفتگی و برگشت. در هر یک از این کلاس های اندازه گیری، مقیاس های اندازه گیری جداگانه وجود دارد.

(1) سختی خراش

سختی خراش نشان دهنده میزان مقاومت یک نمونه در برابر شکستگی یا تغییر شکل دائمی پلاستیک در اثر اصطکاک یک جسم تیز است. اصل این است که یک جسم ساخته شده از یک ماده سخت تر، جسم ساخته شده از یک ماده نرم تر را خراش می دهد. هنگام آزمایش پوشش ها، سختی خراش به نیروی لازم برای برش فیلم به زیرلایه اشاره دارد. رایج ترین آزمون مقیاس موهس است که در کانی شناسی استفاده می شود. یکی از ابزارهای انجام این اندازه گیری اسکلرومتر است.

ابزار دیگری که برای انجام این تست ها استفاده می شود، سختی سنج جیبی است. این ابزار از یک بازوی ترازو با علامت های مدرج متصل به یک کالسکه چهار چرخ تشکیل شده است. یک ابزار خراش با لبه تیز با زاویه از پیش تعیین شده نسبت به سطح آزمایش نصب می شود. به منظور استفاده از آن، وزنی از جرم شناخته شده به بازوی ترازو در یکی از علامت‌های مدرج اضافه می‌شود و سپس ابزار در سراسر سطح آزمایش کشیده می‌شود. استفاده از وزن و علامت گذاری اجازه می دهد تا فشار شناخته شده ای بدون نیاز به ماشین آلات پیچیده اعمال شود.

(2) سختی تورفتگی

سختی فرورفتگی مقاومت نمونه را در برابر تغییر شکل مواد به دلیل بار فشاری ثابت از یک جسم تیز اندازه گیری می کند. آزمایش های سختی فرورفتگی عمدتاً در مهندسی و متالورژی استفاده می شود. آزمایش‌ها بر اساس فرض اصلی اندازه‌گیری ابعاد بحرانی یک فرورفتگی که توسط یک فرورفتگی با ابعاد خاص و بارگذاری شده انجام می‌شود، کار می‌کنند.

مقیاس های سختی فرورفتگی متداول عبارتند از Rockwell، Vickers، Shore و Brinell، در میان دیگران.

(3) سختی برگشت

سختی برگشتی که به عنوان سختی دینامیک نیز شناخته می شود، ارتفاع «جهش» یک چکش با نوک الماس را که از یک ارتفاع ثابت روی یک ماده رها می شود، اندازه گیری می کند. این نوع سختی با خاصیت ارتجاعی مرتبط است. دستگاهی که برای انجام این اندازه گیری استفاده می شود به عنوان استریوسکوپ شناخته می شود.

دو مقیاسی که سختی برگشتی را اندازه گیری می کنند، تست سختی برگشتی لیب و مقیاس سختی بنت هستند.

روش امپدانس تماس اولتراسونیک (UCI) سختی را با اندازه گیری فرکانس یک میله نوسانی تعیین می کند. این میله شامل یک محور فلزی با یک عنصر ارتعاشی و یک الماس هرمی شکل است که در یک سر آن نصب شده است.

سختی ویکرز مواد سخت و فوق سخت انتخاب شده

الماس سخت ترین ماده شناخته شده تا به امروز است، با سختی ویکرز در محدوده 70 تا 150 گیگا پاسکال. الماس دارای خاصیت رسانایی حرارتی و عایق الکتریکی بالایی است و توجه زیادی به یافتن کاربردهای عملی برای این ماده شده است.

الماس های مصنوعی از دهه 1950 برای مقاصد صنعتی تولید شده اند و در کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می شوند: مخابرات، اپتیک لیزر، مراقبت های بهداشتی، برش، سنگ زنی و حفاری، و غیره. الماس های مصنوعی نیز مواد اولیه کلیدی برای برش های PDC هستند.

اگر به برش‌های PDC علاقه‌مند هستید و اطلاعات و جزئیات بیشتری می‌خواهید، می‌توانید از طریق تلفن یا پست در سمت چپ با ما تماس بگیرید یا در پایین صفحه ایمیل خود را برای ایالات متحده ارسال کنید.