Vad betyder materialhårdhet?
Hårdheten hos ett material definieras som dess förmåga att motstå lokal permanent deformation, vanligtvis genom indragning. Hårdhet kan också användas för att beskriva ett materials motståndskraft mot deformation på grund av andra åtgärder, såsom:
SkärningNötningPenetrationReporDen typ av deformation som övervägs vid hårdhetsmätning är plastisk deformation. Med andra ord kommer föremålet eller materialet inte att återgå till sin ursprungliga form efter att ha deformerats, till skillnad från elastisk deformation.
Hårdhet används i många tekniska designapplikationer. Denna egenskap är väsentlig eftersom den direkt korrelerar med materialets prestanda och lämplighet. Till exempel ökar en komponents motståndskraft mot slitage i allmänhet med ökande hårdhet. Detta är särskilt viktigt för mekanisk utrustning med rörliga delar, som hisschakt.
Hårdhet är inte en grundläggande materialegenskap, så den bör ses i sammanhang med andra egenskaper som hållfasthet, elasticitet och duktilitet för att förstå hur dessa egenskaper relaterar till varandra. Till exempel, även om ett material kan vara hårt, kan det också vara sprött. Detta attribut kan begränsa materialets användning i specifika applikationer.
Materialhårdhet mäts med ett hårdhetstest. Värdet på hårdhet är beroende av flera faktorer, såsom:
Belastningen på indenternBelastningens art (påverkan, kontinuerlig belastning)LastlängdIndragsgeometriKunskaper.se förklarar materialens hårdhet
Material kommer att uppvisa olika hårdhetsmått under olika typer av belastning. Till exempel kan ett material som presterar bra under en kortvarig belastning med hög slagkraft inte prestera lika bra när det utsätts för en kontinuerlig långvarig belastning.
Därför, hårdhetstester bör utföras under olika belastningsförhållanden för att säkerställa att välinformerade ingenjörs- och designbeslut kan fattas.
Typer of Hardness
De tre huvudtyperna av hårdhet är repa, rebound och intryckshårdhet. Var och en av dessa parametrar mäts med olika tester som använder olika uppsättningar verktyg. Nedan kommer vi att diskutera dessa hårdhetstyper i detalj.
IndragshårdhetIntryckshårdhet är ett material motstånd mot permanent deformation på grund av en lokal kontinuerlig belastning. Under intryckningshårdhetstest utsätts testpersonen för en kontinuerlig punktbelastning tills ett avtryck bildas.
Intryckshårdhetstest är ett av de vanligaste hårdhetstesterna som utförs inom flera branscher som material utsätts ofta för kontinuerlig belastning i verkliga tillämpningar. Denna typ av hårdhet mäts vanligtvis på en skala som kallas Rockwell-skalan.
Figur 1. Rockwell hårdhetstestutrustning. (Källa: Sorapol Ujjin / Dreamstime.com)Scratch Hardness
Rephårdhet, som namnet antyder, är ett materials förmåga att motstå repor och nötning på ytan. Dessa repor är vanligtvis smala deformationer som orsakas av borttagning av material på grund av kontakt med ett vasst, hårdare material.
Tester för rephårdhet utförs vanligtvis på spröda material, såsom keramik och mineraler. eftersom de inte genomgår plastisk deformation. Denna typ av hårdhet kvantifieras på en skala som kallas Mohs-skalan, som är baserad på den relativa rephårdheten hos olika material. På denna skala tilldelas talk värdet 1, medan diamant tilldelas värdet 10.
Figur 2. Mohs hårdhetsskala. (Källa: https://www.nps.gov/articles/mohs-hardness-scale.htm)
Rebound eller Dynamic Hardness
Rebound-hårdhet handlar om ett materials elastiska hårdhet, i motsats till dess plasthårdhet (fördjupning). Under rebound-hårdhetstest absorberar materialet slagenergin från en hammare med diamantspets och returnerar den, vilket får hammaren att studsa efter att den träffar ytan.
Leebs rebound-hårdhetstest (LRHT) är en av de mest populära metoderna som används för att mäta rebound-hårdheten hos metaller.
