A keménység meghatározása

Az anyagtudományban a keménység a mechanikai benyomódás vagy kopás által kiváltott lokális képlékeny alakváltozással szembeni ellenállás mértéke. Általában a különböző anyagok keménységükben különböznek egymástól; például a keményfémek, például a titán és a berillium keményebbek, mint a lágyfémek, például a nátrium és a fémes ón, vagy a fa és a közönséges műanyagok. A keménységnek különböző mértékei vannak: karc-keménység, benyomódási keménység és visszapattanó keménység.

A kemény anyagok gyakori példái a kerámia, a beton, bizonyos fémek és a szuperkemény anyagok, amelyek szembeállíthatók a lágy anyagokkal.

A keménységmérés főbb típusai

A keménységmérés három fő típusa van: karcolás, bemélyedés és visszapattanás. Ezen mérési osztályok mindegyikén belül vannak egyedi mérési skálák.

(1) Karcok keménysége

A karcolási keménység annak mértéke, hogy a minta mennyire ellenálló az éles tárgy okozta súrlódás miatti töréssel vagy maradandó képlékeny alakváltozással szemben. Az elv az, hogy a keményebb anyagból készült tárgy megkarcolja a puhább anyagból készült tárgyat. A bevonatok tesztelésekor a karcolási keménység arra az erőre vonatkozik, amely a filmen keresztül az aljzathoz szükséges. A leggyakoribb vizsgálat az ásványtanban használt Mohs-skála. Ennek a mérésnek az egyik eszköze a szklerométer.

Egy másik eszköz, amelyet ezekhez a vizsgálatokhoz használnak, a zsebkeménységmérő. Ez a szerszám egy négykerekű kocsihoz rögzített, beosztásos jelölésekkel ellátott mérlegkarból áll. Egy éles peremű karcoló szerszám előre meghatározott szögben van felszerelve a vizsgálófelületre. Használatához egy ismert tömegű súlyt adnak a mérlegkarhoz az egyik beosztású jelölésnél, majd a szerszámot végighúzzák a vizsgálati felületen. A súly és a jelölések használata lehetővé teszi ismert nyomás alkalmazását anélkül, hogy bonyolult gépekre lenne szükség.

(2) Bemélyedés keménysége

A bemélyedés keménysége a minta ellenállását méri az éles tárgy állandó nyomóterhelése miatti anyagdeformációval szemben. A benyomódási keménység vizsgálatát elsősorban a gépészetben és a kohászatban alkalmazzák. A tesztek azon az alapfeltevésen dolgoznak, hogy megmérik egy speciálisan méretezett és terhelt behúzás által hagyott bemélyedés kritikus méreteit.

A gyakori benyomódási keménységi skálák többek között a Rockwell, a Vickers, a Shore és a Brinell.

(3) Visszapattanó keménység

A visszapattanó keménység, más néven dinamikus keménység, egy meghatározott magasságból egy anyagra ejtett gyémánthegyű kalapács "pattanásának" magasságát méri. Ez a fajta keménység a rugalmassághoz kapcsolódik. A méréshez használt eszközt sztereoszkópnak nevezik.

A visszapattanási keménységet mérő két skála a Leeb visszapattanási keménységi teszt és a Bennett keménységi skála.

Az ultrahangos érintkezési impedancia (UCI) módszer a keménységet egy oszcilláló rúd frekvenciájának mérésével határozza meg. A rúd egy rezgőelemmel ellátott fém tengelyből és az egyik végére egy gúla alakú gyémántból áll.

Válogatott kemény és szuperkemény anyagok Vickers keménysége

A gyémánt az eddigi legkeményebb ismert anyag, Vickers-keménysége 70-150 GPa tartományba esik. A gyémánt magas hővezető képességgel és elektromos szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, és nagy figyelmet fordítottak ennek az anyagnak a gyakorlati alkalmazására.

A szintetikus gyémántokat az 1950-es évek óta gyártják ipari célokra, és sokféle alkalmazásban használják: távközlésben, lézeroptikában, egészségügyben, vágásban, köszörülésben és fúrásban stb. A szintetikus gyémántok a PDC-vágók kulcsfontosságú alapanyagai is.

Ha felkeltettem érdeklődését a PDC vágógépek iránt, és további információkra és részletekre van szüksége, akkor a bal oldalon lévő telefonon vagy e-mailben KAPCSOLATOT tudhat velünk, vagy az oldal alján található MOST.