Definitie van hardheid

In de materiaalkunde is hardheid een maatstaf voor de weerstand tegen plaatselijke plastische vervorming die wordt veroorzaakt door mechanische indrukking of slijtage. Over het algemeen verschillen verschillende materialen in hun hardheid; harde metalen zoals titanium en beryllium zijn bijvoorbeeld harder dan zachte metalen zoals natrium en metallisch tin, of hout en gewone kunststoffen. Er zijn verschillende metingen van hardheid: krashardheid, inkepingshardheid en rebound-hardheid.

Veelvoorkomende voorbeelden van harde materie zijn keramiek, beton, bepaalde metalen en superharde materialen, die kunnen worden gecontrasteerd met zachte materie.

Belangrijkste soorten hardheidsmetingen:

Er zijn drie hoofdtypen hardheidsmetingen: scratch, inkeping en rebound. Binnen elk van deze meetklassen zijn er individuele meetschalen.

(1) Krashardheid:

Krashardheid is de maatstaf voor hoe bestand een monster is tegen breuk of permanente plastische vervorming als gevolg van wrijving van een scherp voorwerp. Het principe is dat een voorwerp van een harder materiaal krassen maakt op een voorwerp van een zachter materiaal. Bij het testen van coatings verwijst krashardheid naar de kracht die nodig is om door de film naar het substraat te snijden. De meest voorkomende test is de schaal van Mohs, die wordt gebruikt in de mineralogie. Een hulpmiddel om deze meting uit te voeren is de sclerometer.

Een ander hulpmiddel dat wordt gebruikt om deze tests uit te voeren, is de zakhardheidsmeter. Dit gereedschap bestaat uit een schaalarm met gegradueerde markeringen die aan een vierwielig onderstel zijn bevestigd. Een krasgereedschap met een scherpe rand wordt onder een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van het testoppervlak gemonteerd. Om het te gebruiken, wordt een gewicht van de bekende massa toegevoegd aan de schaalarm bij een van de gegradueerde markeringen, en het gereedschap wordt vervolgens over het testoppervlak getrokken. Door het gebruik van het gewicht en de markeringen kan een bekende druk worden uitgeoefend zonder dat er ingewikkelde machines nodig zijn.

(2) Inkepingshardheid:

Inkepingshardheid meet de weerstand van een monster tegen materiaalvervorming als gevolg van een constante compressiebelasting van een scherp voorwerp. Tests voor de inkepingshardheid worden voornamelijk gebruikt in de techniek en de metallurgie. De tests werken op het uitgangspunt van het meten van de kritische afmetingen van een inkeping achtergelaten door een specifiek gedimensioneerde en belaste indringer.

Veelvoorkomende inspring-hardheidsschalen zijn onder andere Rockwell, Vickers, Shore en Brinell.

(3) Rebound-hardheid:

Rebound-hardheid, ook bekend als dynamische hardheid, meet de hoogte van de "stuiter" van een hamer met diamanten punt die van een vaste hoogte op een materiaal valt. Dit type hardheid is gerelateerd aan elasticiteit. Het apparaat dat wordt gebruikt om deze meting uit te voeren, staat bekend als een stereoscoop.

Twee schalen die de rebound-hardheid meten, zijn de Leeb-rebound-hardheidstest en de Bennett-hardheidsschaal.

De ultrasone Contact Impedance (UCI) methode bepaalt de hardheid door de frequentie van een oscillerende staaf te meten. De staaf bestaat uit een metalen as met een trilelement en aan één uiteinde een piramidevormige diamant.

Vickers-hardheid van geselecteerde harde en superharde materialen

Diamant is het hardst bekende materiaal tot nu toe, met een Vickers-hardheid in het bereik van 70-150 GPa. Diamant vertoont zowel een hoge thermische geleidbaarheid als elektrisch isolerende eigenschappen, en er is veel aandacht besteed aan het vinden van praktische toepassingen voor dit materiaal.

Synthetische diamanten worden sinds de jaren 1950 voor industriële doeleinden geproduceerd en worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen: telecommunicatie, laseroptica, gezondheidszorg, snijden, slijpen en boren, enz. Synthetische diamanten zijn ook de belangrijkste grondstof voor PDC-snijders.

Als u geïnteresseerd bent in PDC-snijplotters en meer informatie en details wilt, kunt u CONTACT MET ONS opnemen via telefoon of mail aan de linkerkant, of STUUR ONS MAIL onderaan de pagina.