Визначення твердості

У матеріалознавстві твердість є мірою стійкості до локалізованої пластичної деформації, викликаної або механічним вдавленням, або стиранням. Загалом, різні матеріали відрізняються своєю твердістю; наприклад, тверді метали, такі як титан і берилій, твердіші за м’які метали, такі як натрій і металеве олово, або дерево і звичайні пластмаси. Існують різні вимірювання твердості: твердість подряпин, твердість вдавлення та твердість відскоку.

Поширеними прикладами твердої матерії є кераміка, бетон, певні метали та надтверді матеріали, які можна порівняти з м’якою речовиною.

Основні види вимірювань твердості

Існує три основних типи вимірювання твердості: подряпина, вдавлення та відскок. У кожному з цих класів вимірювання існують індивідуальні шкали вимірювання.

(1) Стійкість до подряпин

Твердість до подряпин — це показник того, наскільки зразок стійкий до руйнування або постійної пластичної деформації внаслідок тертя об гострий предмет. Принцип полягає в тому, що предмет, зроблений з більш твердого матеріалу, подряпає предмет, зроблений з більш м’якого матеріалу. Під час тестування покриттів стійкість до подряпин відноситься до сили, необхідної для прорізання плівки до основи. Найпоширенішим тестом є шкала Мооса, яка використовується в мінералогії. Одним із інструментів для цього вимірювання є склерометр.

Іншим інструментом для проведення цих тестів є кишеньковий твердомір. Цей інструмент складається з ваги з градуйованим маркуванням, прикріпленого до чотириколісної каретки. Скретч-інструмент з гострим краєм встановлюється під заданим кутом до тестової поверхні. Для того, щоб використовувати його, вагу відомої маси додають до плеча шкали на одній із градуйованих відміток, а потім інструмент проводять по тестовій поверхні. Використання ваги та маркування дозволяє застосовувати відомий тиск без потреби у складному обладнанні.

(2) Твердість вдавлення

Твердість вдавлення вимірює стійкість зразка до деформації матеріалу внаслідок постійного стискаючого навантаження від гострого предмета. Випробування на твердість вдавлення в основному використовуються в машинобудуванні та металургії. Випробування базуються на базовій передумові вимірювання критичних розмірів відступу, залишеного індентором певних розмірів і навантаженим.

Звичайні шкали твердості вдавлення — Роквелла, Віккерса, Шора та Брінелля, серед інших.

(3) Твердість відскоку

Твердість відскоку, також відома як динамічна твердість, вимірює висоту «відскоку» молотка з алмазним наконечником, кинутого з фіксованої висоти на матеріал. Цей тип твердості пов'язаний з еластичністю. Пристрій, який використовується для вимірювання, називається стереоскопом.

Дві шкали, які вимірюють твердість відскоку, це тест на твердість відскоку Ліба та шкала твердості Беннетта.

Метод ультразвукового контактного опору (UCI) визначає твердість шляхом вимірювання частоти коливального стрижня. Стрижень складається з металевого стрижня з вібруючим елементом і ромба у формі піраміди, закріпленого на одному кінці.

Твердість за Віккерсом окремих твердих і надтвердих матеріалів

Алмаз є найтвердішим відомим на сьогоднішній день матеріалом з твердістю за Віккерсом у діапазоні 70–150 ГПа. Алмаз демонструє як високу теплопровідність, так і електроізоляційні властивості, тому багато уваги було приділено пошуку практичного застосування цього матеріалу.

Синтетичні алмази виробляються для промислових цілей з 1950-х років і використовуються в широкому спектрі застосувань: телекомунікації, лазерна оптика, охорона здоров’я, різання, шліфування та свердління тощо. Синтетичні алмази також є основною сировиною для фрез PDC.

Якщо вас цікавлять фрези PDC і вам потрібна додаткова інформація та деталі, ви можете ЗВ’ЯЗАТИСЯ З НАМИ за телефоном або поштою зліва, або НАДІСЛАТИ НАМ ПОШТУ внизу сторінки.