Määritelmä Kovuus

Materiaalitieteessä kovuus on mitta mekaanisen painuman tai hankauksen aiheuttaman paikallisen plastisen muodonmuutoksen kestävyydestä. Yleensä eri materiaalit eroavat kovuudestaan; esimerkiksi kovat metallit, kuten titaani ja beryllium, ovat kovempia kuin pehmeät metallit, kuten natrium ja metallinen tina tai puu ja tavalliset muovit. Kovuusmittauksia on erilaisia: naarmuuntumiskovuus, painaumakovuus ja rebound-kovuus.

Yleisiä esimerkkejä kovasta aineesta ovat keramiikka, betoni, tietyt metallit ja superkovat materiaalit, joita voidaan verrata pehmeään aineeseen.

Kovuusmittausten päätyypit

Kovuusmittauksia on kolme päätyyppiä: naarmu, sisennys ja rebound. Jokaisessa näistä mittausluokista on omat mitta-asteikot.

(1) Naarmun kovuus

Naarmuuntumiskovuus on mitta siitä, kuinka kestävä näyte on murtumaa tai pysyvää plastista muodonmuutosta, joka johtuu terävän esineen aiheuttamasta kitkasta. Periaate on, että kovemmasta materiaalista valmistettu esine naarmuuntuu pehmeämmästä materiaalista valmistettua esinettä. Pinnoitteita testattaessa naarmuuntumiskovuus tarkoittaa voimaa, joka tarvitaan leikkaamaan kalvo alustaan. Yleisin testi on Mohsin asteikko, jota käytetään mineralogiassa. Yksi työkalu tämän mittauksen tekemiseen on sklerometri.

Toinen työkalu, jota käytetään näiden testien tekemiseen, on taskukovuusmittari. Tämä työkalu koostuu vaakavarresta, jossa on asteikkomerkinnät, jotka on kiinnitetty nelipyöräiseen vaunuun. Terävällä reunalla varustettu raaputustyökalu asennetaan ennalta määrättyyn kulmaan testipintaan nähden. Sen käyttämiseksi tunnetun massan paino lisätään vaa'an varteen yhteen asteikolla varustetuista merkinnöistä ja työkalu vedetään sitten testipinnan poikki. Painon ja merkintöjen käyttö mahdollistaa tunnetun paineen käyttämisen ilman monimutkaisten koneiden tarvetta.

(2) Sisennyskovuus

Sisennyskovuus mittaa näytteen kestävyyttä materiaalin muodonmuutokselle, joka johtuu terävän esineen jatkuvasta puristuskuormasta. Sisennyskovuustestejä käytetään pääasiassa konepajateollisuudessa ja metallurgiassa. Testien lähtökohtana on mitata erityisesti mitoitetun ja kuormitetun sisennyksen jättämän sisennyksen kriittiset mitat.

Yleisiä sisennysten kovuusasteikkoja ovat muun muassa Rockwell, Vickers, Shore ja Brinell.

(3) Palautuskovuus

Rebound-kovuus, joka tunnetaan myös nimellä dynaaminen kovuus, mittaa timanttikärjeisen vasaran "pomppauksen" korkeutta, joka pudotetaan kiinteältä korkeudelta materiaalille. Tämän tyyppinen kovuus liittyy elastisuuteen. Tämän mittauksen suorittamiseen käytetty laite tunnetaan stereoskoopina.

Kaksi asteikkoa, jotka mittaavat rebound-kovuutta, ovat Leeb-palautuskovuustesti ja Bennettin kovuusasteikko.

Ultrasonic Contact Impedance (UCI) -menetelmä määrittää kovuuden mittaamalla värähtelevän sauvan taajuutta. Tanko koostuu metallivarresta, jossa on värisevä elementti, ja pyramidin muotoisesta timantista, joka on kiinnitetty toiseen päähän.

Valittujen kovien ja superkovien materiaalien Vickers-kovuus

Timantti on tähän mennessä kovin tunnettu materiaali, jonka Vickers-kovuus on 70–150 GPa. Timantilla on sekä korkea lämmönjohtavuus että sähköä eristävät ominaisuudet, ja tälle materiaalille on kiinnitetty paljon huomiota käytännön sovellusten löytämiseen.

Synteettisiä timantteja on tuotettu teollisiin tarkoituksiin 1950-luvulta lähtien, ja niitä on käytetty monenlaisissa sovelluksissa: tietoliikenteessä, laseroptiikassa, terveydenhuollossa, leikkauksessa, hionnassa ja porauksessa jne. Synteettiset timantit ovat myös PDC-leikkureiden tärkein raaka-aine.

Jos olet kiinnostunut PDC-leikkureista ja haluat lisätietoja, voit OTA YHTEYTTÄ puhelimitse tai postitse vasemmalla tai LÄHETÄ MEILLE POSTIA sivun alalaidasta.