Definition av hårdhet

Inom materialvetenskap är hårdhet ett mått på motståndet mot lokal plastisk deformation inducerad av antingen mekanisk inbuktning eller nötning. I allmänhet skiljer sig olika material i sin hårdhet; till exempel är hårdmetaller som titan och beryllium hårdare än mjuka metaller som natrium och metalliskt tenn, eller trä och vanliga plaster. Det finns olika mått på hårdhet: rephårdhet, indragshårdhet och rebound-hårdhet.

Vanliga exempel på hård materia är keramik, betong, vissa metaller och superhårda material, som kan jämföras med mjuk materia.

Huvudtyper av hårdhetsmätningar

Det finns tre huvudtyper av hårdhetsmätningar: repa, indragning och rebound. Inom var och en av dessa mätklasser finns individuella mätskalor.

(1) Rephårdhet

Rephårdhet är måttet på hur motståndskraftigt ett prov är mot brott eller permanent plastisk deformation på grund av friktion från ett vasst föremål. Principen är att ett föremål tillverkat av ett hårdare material kommer att repa ett föremål av ett mjukare material. Vid testning av beläggningar avser rephårdhet den kraft som krävs för att skära igenom filmen till substratet. Det vanligaste testet är Mohs-skalan, som används inom mineralogi. Ett verktyg för att göra denna mätning är sklerometern.

Ett annat verktyg som används för att göra dessa tester är fickhårdhetstestaren. Detta verktyg består av en skalarm med graderade markeringar fästa på en fyrhjulig vagn. Ett skrapverktyg med en vass kant är monterat i en förutbestämd vinkel mot testytan. För att använda den läggs en vikt av den kända massan till vågarmen vid en av de graderade markeringarna, och verktyget dras sedan över testytan. Användningen av vikten och markeringarna gör att ett känt tryck kan appliceras utan behov av komplicerat maskineri.

(2) Hårdhet för inbuktning

Intryckningshårdhet mäter motståndet hos ett prov mot materialdeformation på grund av en konstant kompressionsbelastning från ett vasst föremål. Tester för intryckningshårdhet används främst inom teknik och metallurgi. Testerna arbetar utifrån den grundläggande premissen att mäta de kritiska dimensionerna av en fördjupning som lämnas av en specifikt dimensionerad och laddad indenter.

Vanliga skalor för indragshårdhet är bland annat Rockwell, Vickers, Shore och Brinell.

(3) Rebound hårdhet

Rebound-hårdhet, även känd som dynamisk hårdhet, mäter höjden på "studsen" av en hammare med diamantspets som tappas från en fast höjd på ett material. Denna typ av hårdhet är relaterad till elasticitet. Enheten som används för att göra denna mätning kallas ett stereoskop.

Två skalor som mäter rebound-hårdhet är Leeb rebound-hårdhetstest och Bennett-hårdhetsskalan.

Ultraljudskontaktimpedansmetoden (UCI) bestämmer hårdheten genom att mäta frekvensen hos en oscillerande stav. Staven består av ett metallskaft med ett vibrerande element och en pyramidformad diamant monterad i ena änden.

Vickers hårdhet av utvalda hårda och superhårda material

Diamant är det hårdaste kända materialet hittills, med en Vickers hårdhet i intervallet 70–150 GPa. Diamond uppvisar både hög värmeledningsförmåga och elektriskt isolerande egenskaper, och mycket uppmärksamhet har lagts på att hitta praktiska tillämpningar för detta material.

Syntetiska diamanter har producerats för industriella ändamål sedan 1950-talet och används i en mängd olika applikationer: telekommunikation, laseroptik, hälsovård, skärning, slipning och borrning, etc. Syntetiska diamanter är också den viktigaste råvaran för PDC-skärare.

Om du är intresserad av PDC-fräsar och vill ha mer information och detaljer kan du KONTAKTA OSS via telefon eller mail till vänster, eller SKICKA MAIL till oss längst ner på sidan.