Твердомеры. Что такое твердость материалов?

Твердость - это свойство поверхностного слоя материала сопротивляться деформации (упругой или пластической), а также проникновению другого, более твердого тела (которое называется индентором). По ГОСТ 2825-94 твердость - это способность материала сопротивляться его деформирование и разрушение под действием местных информационных усилий. Твердость определяется физическими и химическими особенностями материала, такими как модуль упругости, тип материала, его химический состав, тип кристаллической решетки и др.

Индентор должен соответствовать определенным требованиям, иметь соответствующую форму (сферический, сфероконични, пирамидальный) но не приобретать остаточной деформации под действием нагрузок, прикладываемых к нему.

Твердость материала характеризуется числом, величина которого зависит от метода измерения прибором твердомер. Универсальных единиц измерения тоже нет, в зависимости от метода измерения, числовые значения и единицы измерения твердости могут отличаться, однако существуют таблицы с помощью которых можно просто сделать перерасчет по мере необходимости.

Методы измерения твердости материалов и их классификация.

Метод измерения твердости избирается, исходя из свойств материала, размера образца, диапазона измерений и т.д. Для получения более точных результатов, рекомендуется провести измерения твердости нескольких образцов и сделать статистический анализ. Классификация методик можно проводить в зависимости от способа действия нагрузки: статические, динамические и кинетические. Наиболее востребованными являются статические методы, когда нагрузка на индентор прикладывается постепенно и выдерживается определенное время. Динамичным способом измеряют твердость материала при ударе. Она характеризует сопротивление материала проникновению в его объем. Кинетические методы дают возможность анализировать весь процесс деформации образца и построить диаграмму зависимости глубины проникновения индентора от нагрузки на него.

В зависимости от того, каким способом прикладывается нагрузка, выделяют вдавливания, отскок, царапанье и резки. Метод вдавливания характеризует в основном свойства поверхности, отскок - сопротивление упругим деформациям. Метод царапанье разработал Моос, он создал десятибалльной шкале материалов (от талька до алмаза), где ниже размещен материал, который может наносить царапины на материал, размещенный выше по шкале.