Hårdhet

Av olika skäl ställs krav på ett materials hårdhet. Hårdhet kan dock tolkas olika beroende på sammanhang. Man skiljer på ren plastisk hårdhet och elastisk. Den senare används för elaster.

Plastisk hårdhet

Materialteknikerns definition på plastisk hårdhet är:

egenskap hos material eller kropp att motsätta sig kvarstående formändring genom annan kropps inträngande.

Konstruktören kan relatera hårdheten till statisk hållfasthet, utmattningshållfasthet och motstånd mot nötning, produktionsingenjören till skärbarhet och bearbetbarhet.

Hårdhet är således ingen specifik materialegenskap utan resultatet av en provningsmetod som har stark korrelation med flera olika materialegenskaper och kombinationer av materialegenskaper. Tack vare sin enkelhet och låga kostnad är därför hårdhetsmätning ett vanligt sätt att verifiera vissa materialegenskaper.

Flera olika typer av hårdhetsprovning förekommer. De vanligaste är:

Brinell (HBS)

mjuka material (stålkula)

Brinell (HBW)

hårda material (hårdmetallkula)

Rockwell B (HRB)

mjuka material (stålkula)

Rockwell C (HRC)

hårda material (diamant)

Vickers (HV)

alla material samt tunna skikt

 

Av övriga metoder kan nämnas Knoop och Mohs (repprov). På plaster används Shore D.

Mellan olika mätmetoder råder approximativa samband vilka i viss mån är materialberoende. Bild 3.3.3.1 visar sambandet mellan olika hårdhetstal för stål.

För stål har sambandet mellan hårdhetstal och dragbrottgräns standardiserats. Sambandet är inte entydigt utan varierar på grund av skillnader i provningsmetoder och olika stålsorters egenskaper. I denna och denna bild är medelvärde och 95-procentigt konfidensintervall för Rm angivet som funktion av Brinell- respektive Vickershårdhet. Angivna samband gäller inte för kallbearbetat (kallvalsat, kalldraget) stål.
Klicka för att förstora! Klicka för att förstora! Klicka för att förstora!
Ungefärligt samband mellan olika hårdhetstal [Metals Handbook, 9:8]. Samband mellan Brinellhårdhet, HB, och brottgräns, RM, för stål med 95 % konfidensintervall. [MNC 1109]. Samband mellan Vickershårdhet, HV, och brottgräns, RM, för stål med 95 % konfidensintervall. [MNC 1109].

Elastisk hårdhet

Elastisk hårdhet uttrycker motståndet mot intryckning och används för klassificering av gummi. Hårdhetsprovning utförs med mätinstrument som applicerar en kon eller kula med given kraft varvid intryckningsdjupet mäts. Provmetoderna är standardiserade där Shore A och IRH (International Rubber Hardness) är de vanligast förekommande. Dessa två metoder har jämförbara hårdhetstal.

Gummimaterialens hårdhet indelas i följande områden:

25, 30, 40, 50, 60, 70, 80 och 900 IRH (Shore A), ± 5°.

De vanligaste använda hårdhetsområdena är 60 ± 50 och 70 ± 50 IRH. Lägre hårdhetsklasser väljs då stor flexibilitet fordras. Högre hårdhetsklass kan väljas när stora belastningar förekommer, t ex packningar för höga tryck.

Vanligtvis kan materialegenskaperna bättre karakteriseras av andra parametrar än hårdheten, exempelvis skjuvmodulen.

© Copyright © 2002 IVF Industriforskning och utveckling AB
Till startsidan