Co to jest „twardość”?

W odniesieniu do metali, twardość zawsze była tematem wielu dyskusji wśród osób technicznych, co zaowocowało szerokim zakresem definicji.

Właściwości twardości obejmują tak zróżnicowane atrybuty, jak odporność na ścieranie, odporność na odkształcenia plastyczne, wysoki moduł sprężystości, wysoka granica plastyczności, wysoka wytrzymałość, brak tłumienia sprężystego, kruchość lub brak ciągliwości.

Dla metaloznawcy twardość to odporność materiału na penetrację. Ogólnie rzecz biorąc, wgłębnik jest wciskanym w powierzchnię badanego materiału pod określonym obciążeniem przez określony czas, a następnie mierzy się rozmiar lub głębokość wgniecenia.

Twardość nie jest fundamentalną właściwością materiału, ale reakcją na konkretną metodę testową.

Zasadniczo wartości twardości są arbitralne i nie istnieją żadne bezwzględne standardy twardości.

Twardość nie ma wartości ilościowej, z wyjątkiem wartości danego obciążenia zastosowanego w określony, powtarzalny sposób i z określonym kształtem wgłębnika.

Powszechne są statyczne testy wgłębnikowe, w których kulka, stożek lub piramida wnika w powierzchnię badanego materiału. Zależność obciążenia od powierzchni lub głębokości wgniecenia jest miarą twardości, taką jak w powszechnie stosowanych stołowych testerach twardości Brinella, Rockwella, Vickersa lub Knoopa.

Różne metody i różnie ukształtowane wgłębniki stosowane na przykład przez Brinella (HB) i Rockwella (HRC) wytwarzają odmienne reakcje materiału poddawanego testowi. Tabele konwersji odnoszące się np. do wartości HRC i HB muszą być wyznaczane empirycznie poprzez eksperymentalną ocenę twardości konkretnego materiału za pomocą różnych metod testowych.

Nie istnieje równanie matematyczne do przenoszenia pomiarów z jednej skali na drugą. Aby porównać twardość dwóch różnych próbek, obie muszą być zmierzone przy użyciu tej samej skali twardości lub musi zostać opracowana skala do konwersji z jednego pomiaru na drugi.