Definice tvrdosti

Ve vědě o materiálech je tvrdost měřítkem odolnosti vůči lokalizované plastické deformaci způsobené buď mechanickým vtlačením nebo otěrem. Obecně se různé materiály liší svou tvrdostí; například tvrdé kovy, jako je titan a berylium, jsou tvrdší než měkké kovy, jako je sodík a kovový cín, nebo dřevo a běžné plasty. Existují různá měření tvrdosti: tvrdost vrypu, tvrdost vtisku a tvrdost odrazu.

Běžnými příklady tvrdé hmoty jsou keramika, beton, určité kovy a supertvrdé materiály, které lze porovnávat s měkkou hmotou.

Hlavní typy měření tvrdosti

Existují tři hlavní typy měření tvrdosti: vryp, vtlačení a odraz. V každé z těchto tříd měření existují individuální měřítka.

(1) Tvrdost proti poškrábání

Tvrdost proti poškrábání je mírou odolnosti vzorku vůči zlomení nebo trvalé plastické deformaci v důsledku tření od ostrého předmětu. Princip spočívá v tom, že předmět z tvrdšího materiálu poškrábe předmět z měkčího materiálu. Při testování povlaků se tvrdost vrypu vztahuje na sílu potřebnou k proříznutí filmu k substrátu. Nejběžnějším testem je Mohsova stupnice, která se používá v mineralogii. Jedním z nástrojů pro toto měření je sklerometr.

Dalším nástrojem používaným k provádění těchto zkoušek je kapesní tvrdoměr. Tento nástroj se skládá z ramene stupnice s odstupňovanými značkami připevněného k čtyřkolovému vozíku. Nástroj na škrábání s ostrým okrajem je namontován v předem stanoveném úhlu k testovacímu povrchu. Aby bylo možné jej použít, je k ramenu váhy přidáno závaží o známé hmotnosti na jedné z dělených značek a nástroj je pak tažen přes testovací povrch. Použití závaží a značení umožňuje aplikovat známý tlak bez potřeby složitého strojního vybavení.

(2) Tvrdost vtisku

Tvrdost vtisku měří odolnost vzorku vůči deformaci materiálu v důsledku konstantního tlakového zatížení od ostrého předmětu. Zkoušky vtlačovací tvrdosti se používají především ve strojírenství a metalurgii. Testy fungují na základním předpokladu měření kritických rozměrů vtisku zanechaného specificky dimenzovaným a zatíženým indentorem.

Běžné vtiskové stupnice tvrdosti jsou mimo jiné Rockwell, Vickers, Shore a Brinell.

(3) Odrazová tvrdost

Odrazová tvrdost, známá také jako dynamická tvrdost, měří výšku „odskoku“ kladiva s diamantovým hrotem, které spadlo z pevné výšky na materiál. Tento typ tvrdosti souvisí s elasticitou. Zařízení použité k provedení tohoto měření se nazývá stereoskop.

Dvě stupnice, které měří odrazovou tvrdost, jsou Leebův test odrazové tvrdosti a Bennettova stupnice tvrdosti.

Metoda ultrazvukové kontaktní impedance (UCI) určuje tvrdost měřením frekvence oscilující tyče. Tyč se skládá z kovového hřídele s vibračním prvkem a diamantu ve tvaru pyramidy namontovaného na jednom konci.

Tvrdost podle Vickerse vybraných tvrdých a supertvrdých materiálů

Diamant je dosud nejtvrdší známý materiál s tvrdostí podle Vickerse v rozmezí 70–150 GPa. Diamant vykazuje jak vysokou tepelnou vodivost, tak i elektricky izolační vlastnosti a velká pozornost byla věnována hledání praktických aplikací tohoto materiálu.

Syntetické diamanty se pro průmyslové účely vyrábějí od 50. let minulého století a používají se v široké škále aplikací: telekomunikace, laserová optika, zdravotnictví, řezání, broušení a vrtání atd. Syntetické diamanty jsou také klíčovou surovinou pro PDC frézy.

Máte-li zájem o PDC frézy a chcete více informací a podrobností, můžete NÁS KONTAKTOVAT telefonicky nebo e-mailem vlevo, nebo NÁM POŠLETE MAIL v dolní části stránky.