Zkoušky tvrdosti

3. listopad 2010 | 06.00 |

tvrdostTvrdostí rozumíme mechanickou vlastnost, která se používá především v technické praxi. Tvrdost je vlastně odpor materiálu proti pronikání jiného, tvrdšího materiálu. Tvrdé těleso se velmi nesnadno poškrábe. Primitivního, ale zato praktického způsobu, jak zjistit tvrdost nerostů, používají mineralogové. Sestavili posloupnost deseti nerostů podle toho, jak je možné jimi dělat vrypy do materiálu po nich následujících. Na vrcholu žebříčku je nejtvrdší přírodní materiál -  diamant, který zanechává vryp na všech dalších nerostech. Jeho tvrdost se označuje číslem 10. Za ním následují korund, topaz, křemen, živec, apatit, fluorit (kazivec), kalcit (vápenec), kamenná sůl a nakonec mastek, který má stanovenu tvrdost 1. Tuto stupnici tvrdosti sestavil v roce 1822 Friedrich Mohs a nese tedy jeho jméno: Mohsova stupnice tvrdosti. Orientační tvrdost našeho nehtu se na této stupnici pohybuje kolem 2, u mincí až kolem 4, u kuchyňského nože asi 5.

Tvrdost materiálů závisí na pevnosti vazeb mezi částicemi v krystalu. Velikost tvrdosti roste s pravidelností krystalové mřížky, s menším poloměrem stavebních částic krystalu a jejich vzdáleností v krystalu. Narůstá s násobností vazby jednotlivých částic a s podílem iontové vazby v krystalu.

V technické praxi se dá tvrdost zjistit pomocí více než stovky druhů mechanických zkoušek. Zkoušky tvrdosti se dělí na statické nebo dynamické. Dále na zkoušky vrypové, vnikací  a odrazové. Nejčastěji se vtlačuje zkušebního tělísko definovanou silou do testovaného materiálu. Nastává plastická (nevratná) deformace materiálu. Měří se hloubka vniknutí tělíska do materiálu. Jako tělesa se používají kalené ocelové kuličky, ocelové tlouky s diamantovým hrotem, diamantové jehlany a kužele. Měří se hloubka vniknutí do materiálu, případně výška odrazu od materiálu.

Kromě klasických metod se používají i metody dynamické. Při dynamické metodě se vystřelí proti materiálu kulička  a zjišťuje se snímáním pomocí elektromagnetické indukční cívky rozdíl kinetické energie kuličky vystřelené proti povrchu měřeného materiálu a kuličky od tohoto materiálu odražené.  Změna kinetické energie závisí na tvrdosti a modulu pružnosti měřeného materiálu.

Pro jemnější zacházení s materiály se používá velmi přesná ultrazvuková metoda měření tvrdosti  s axiálně kmitající tyčinkou s diamantovým hrotem. Po zatížení na měřeném materiálu se změní frekvence kmitu. Změna frekvence závisí na ploše vpichu (stanovuje tvrdost materiálu) a modulu pružnosti měřeného materiálu.

Hodnoty tvrdosti zjištěné jednou metodou obecně nelze převádět na jiné stupnice tvrdosti nebo pevnost v tahu.

U měření tvrdosti umělých hmot je nutné používat další zkušební metody měření tvrdosti v závislosti nejen na vlastnostech materiálů (poréznost,elasticita) ale i na jejich tvaru a rozměrech. Celkové vniknutí zkušebního tělíska je měřeno po stanovené době a při zatížení, protože v materiálu při odlehčení nelze deformaci změřit.

Zdroje: www.tvrdost.cz
                   http://www.htl-steyr.ac.at/ morg/htl/FET/haerte01.jpg

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.33 (6x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře