Твердость материала относится к его способности сопротивляться проникновению внешних механических сил (таких как вдавливание, царапание и истирание) или возникновению остаточной деформации. Это один из основных показателей для измерения механических свойств материалов.
I. Основные методы испытания твердости (результаты не взаимозаменяемы)
Разные методы соответствуют разным шкалам и подходят для разных материалов. Общие классификации следующие:
Метод испытания
Основной принцип
Общая шкала
Подходящие материалы
Твердость по Бринеллю
Прикладывать давление с помощью индентора из твердосплавного шарика и рассчитывать, измеряя диаметр отпечатка
HBW
Металлы с низкой твердостью, такие как мягкая сталь, чугун и цветные металлы
Твердость по Роквеллу
Использовать алмазный конус/твердосплавный шариковый индентор и измерять разницу в глубине отпечатка
HRC (для твердых металлов), HRB (для мягких металлов)
Металлы от мягких до твердых, такие как закаленная сталь и медные сплавы
Твердость по Виккерсу
Прикладывать давление с помощью алмазного индентора в форме квадратной пирамиды и рассчитывать, измеряя диагональ отпечатка
HV
Почти все материалы, включая металлы, керамику, тонкие пленки и микрокомпоненты
Твердость по Шору
Прикладывать давление с помощью упругого стилуса и измерять глубину отскока стилуса
Shore A (для мягкой резины), Shore D (для твердых пластмасс)
Неметаллические материалы, такие как резина, пластмассы и эластомеры
II. Основные характеристики и области применения
Корреляция свойств: Твердость обычно положительно коррелирует с износостойкостью (чем выше твердость, тем лучше износостойкость), но отрицательно коррелирует с ударной вязкостью (например, закаленная сталь имеет высокую твердость, но склонна к хрупкости).
Типичные сценарии применения:
Механические детали (шестерни, подшипники): Измеряется по HRC/HV, требуется высокая твердость для обеспечения износостойкости.
Режущие инструменты/формы: Требуется чрезвычайно высокая твердость (быстрорежущая сталь: HV 800-1000; твердый сплав: HV 1500-2000).
Повседневные неметаллы: Shore A для мягкой резины и Shore D для твердых пластмасс.