při navrhování kovových dílů je důležité specifikovat jejich tvrdost. Nicméně, mnoho inženýrů má jen nejisté pochopení toho, co tvrdost ve skutečnosti je, nebo jak se měří. Existují pro to dobré důvody. Jak uvidíme, tvrdost je poněkud nejistý koncept a v běžném používání existuje tolik různých metod zkoušení tvrdosti, že je snadné se zmást. Účelem tohoto článku je pomoci objasnit tento zmatek.

nejprve si promluvme o tom, jaká tvrdost není. Tvrdost nemá nic společného s tuhostí. Ocelová část může mít vysokou nebo nízkou tvrdost, ale bude mít vždy stejnou tuhost. Titanová část může mít stejnou tvrdost jako ocelová část, ale vždy bude mít asi polovinu tuhosti oceli. Tvrdost sama o sobě také nemá nic společného s tím, zda je materiál křehký nebo tvárný. Ze dvou materiálů se stejnou tvrdostí může být jeden křehký a druhý tvárný.

jaká je tedy tvrdost? Chcete-li poskytnout poněkud kruhovou a nepříliš užitečnou definici, je to měřítko toho, jak materiál provádí při zkoušce tvrdosti. To nás přivádí k předmětu testování tvrdosti.

jeden z testů tvrdosti nejčastěji používaných v USA byl vyvinut Hughem Rockwellem a Stanleym Rockwellem v roce 1914. Ačkoli to nebyli bratři nebo dokonce příbuzní, díky stejnému příjmení bylo mnohem snazší přijít s názvem pro test. V Rockwellově testu je indenter zatlačen do kovového povrchu danou silou. Tvrdost je nepřímo úměrná hloubce průniku.

existuje mnoho stupnic tvrdosti Rockwell, v závislosti na typu použitého indenteru a zatížení. Například Stupnice Rockwell C používá kuželovitý, diamantově zakončený indenter se zatížením 150 kg. Stupnice Rockwell B používá kuličku o průměru 1/16 palce s zatížením 100 kg. Rockwell C stupnice je obvykle zkráceně HRC (Tvrdost Rockwell C), zatímco Rockwell B měřítku je zkrácený HRB (Tvrdost Rockwell B). Čím vyšší číslo, tím tvrdší materiál, ale pouze ve vztahu k jiným číslům v daném měřítku. Například extrémně tvrdá ocel může mít tvrdost 64 HRC, zatímco poměrně měkká ocel může mít tvrdost 70 HRB.

která stupnice je nejlepší použít? Záleží na tom, co měříte. Stupnice Rockwell C je vhodná pro měření kalené oceli. Rockwell B je lepší pro měkčí ocel nebo relativně tvrdý hliník. U měkčího hliníku budete možná muset použít stupnici Rockwell E (kulička o průměru 1/8 palce se zatížením 100 kg) nebo stupnici Rockwell F (kulička o průměru 1/16 palce s zatížením 60 kg). Obecně platí, že čím větší je indenter nebo čím menší je zatížení, tím lepší bude měřítko pro měkké materiály.

tloušťka materiálu také záleží. Pokud se snažíte změřit tvrdost tenký proužek materiálu, nechcete použít zatížení, které bude tlačit indenter celou cestu přes materiál a ven na druhé straně. Z tohoto důvodu existuje řada povrchových vah Rockwell, které používají mnohem nižší zatížení. Například Stupnice Rockwell 15N používá zatížení 15 kg s kónickým diamantovým hrotem.