Твердість

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Твердість — властивість матеріалу опиратися проникненню до нього іншого, більш твердого тіла.

Найтвердішим із існуючих сьогодні матеріалів є ультратвердий фулерит (приблизно в 1,17—1,52 разів твердіший за алмаз. Однак це матеріал доступний лише у мікроскопічних кількостях. Найтвердішим з поширених речовин є алмаз (10 одиниць за шкалою Мооса, див. нижче).

[ред.] Методи виміру твердості

Для виміру твердості є кілька шкал (методів виміру):

• Метод Бринелля — твердість визначається за діаметром відбитка, який залишає металева кулька, що втискується у поверхню. Твердість обчислюється як відношення зусилля, прикладеного до кульки, до площі відбитка (причому площа відбитка береться як площа частини сфери, а не як площа кола); одиницею твердості служить кгс/мм². Твердість, визначена за цим методом, позначається HB, де H = hardness (твердість, анг.), B — найменування шкали.
• Метод Роквелла — твердість визначається за глибиною відбитка металевої кульки чи алмазного конуса у поверхні тестованого матеріалу. Твердість, визначена за цим методом, є безрозмірною і позначається HR, HRB, HRC і HRA; твердість обчислюється за такою формулою HR = 100 − kd, де d — глибина втиснення наконечника після зняття основного навантаження, а k — коефіцієнт. Отже, нескінченній твердості відповідає HR 100; м'які матеріали можуть мати негативні значення твердості.
• Метод Віккерса — твердість визначається за величиною відбитка, залишеного чотирикутною алмазною пірамідкою, яка втискується у поверхню. Твердість обчислюється як відношення зусилля, докладеного до пірамідки, до площі відбитка (причому площа відбитка береться як площа частини поверхні піраміди, а не як площа квадрата); одиницею твердості служить кгс/мм². Твердість, визначена за цим методом, позначається HV.
• Метод Шора — твердість визначається за висотою відскакування сталевої кульки від поверхні металу, що досліджується, чи за глибиною занурення алмазної голки під дією пружини. Твердість, визначена за цим методом, позначається HSD.
• Метод Кузнєцова — Герберта — Ребіндера — твердість визначається часом загасання коливань маятника, опорою якого є досліджуваний метал.
• Шкала Мооса — використовується головним чином, як індикатор твердості мінералів, визначається по тому, який із десяти стандартних мінералів дряпає тестований, і який матеріал із десятка стандартних шкрябається тестованим.

Для інструментального визначення твердості методом втиснення використовуються твердометри. Великим плюсом твердості, як характеристики матеріалу є те, що методи визначення твердості не руйнують досліджуваний матеріал і не вимагаюсь багато часу.