Ved design af metaldele er det vigtigt at specificere deres hårdhed. Imidlertid har mange ingeniører kun en rystende forståelse af, hvad hårdhed faktisk er, eller hvordan det måles. Der er gode grunde til dette. Som vi vil se, er hårdhed et noget rystende koncept, og der er så mange forskellige hårdhedstestmetoder til almindelig brug, at det er let at blive forvirret. Formålet med denne artikel er at hjælpe med at rydde op i denne forvirring.
lad os først tale om, hvad hårdhed ikke er. Hårdhed har intet at gøre med stivhed. En ståldel kan have en høj eller lav hårdhed, men den vil altid have den samme stivhed. En titaniumdel kan have samme hårdhed som en ståldel, men den vil altid have omkring halvdelen af stivheden af stål. Hårdhed i sig selv har heller intet at gøre med, om et materiale er sprødt eller duktilt. Af to materialer med samme hårdhed kan den ene være skør og den anden duktil.
Hvad er hårdhed, så? For at give en noget cirkulær og ikke særlig nyttig definition er det et mål for, hvordan et materiale udfører i en hårdhedstest. Dette bringer os til emnet hårdhedstest.en af de hårdhedstest, der oftest blev brugt i USA, blev udviklet af Hugh Rock og Stanley Rock i 1914. Selvom de ikke var brødre eller endda slægtninge, har det samme efternavn gjort det meget lettere at komme med et navn til testen. I Stenbrøndtesten skubbes en indrykning ind i en metallisk overflade med en given kraft. Hårdheden er omvendt proportional med penetrationsdybden.
der er mange stenhårdhedsskalaer, afhængigt af hvilken type indrykning og belastning der anvendes. For eksempel bruger skalaen en kegleformet, diamantspidset indrykning med en belastning på 150 kg. B skala bruger en 1/16-tommer diameter bold indrykning med en 100-kg belastning. C-skalaen er normalt forkortet HRC, mens B-skalaen er forkortet HRB. Jo højere tallet er, desto sværere er materialet, men kun i forhold til andre tal inden for en given skala. For eksempel kan et ekstremt hårdt stål have en hårdhed på 64 HRC, mens et ret blødt stål kan have en hårdhed på 70 HRB.
hvilken skala er bedst at bruge? Det afhænger af, hvad du måler. C-skalaen er god til måling af hærdet stål. B er bedre til blødere stål eller relativt hårdt aluminium. For blødere aluminium kan det være nødvendigt at bruge en kugle med en diameter på 1/8 tommer med en belastning på 100 kg eller en skala med en diameter på 1/16 tommer med en belastning på 60 kg. Generelt, jo større indrykning eller jo mindre belastning, jo bedre vil en skala være for bløde materialer.
tykkelsen af materialet betyder også noget. Hvis du prøver at måle hårdheden af en tynd strimmel af materiale, vil du ikke bruge en belastning, der skubber indrykket hele vejen gennem materialet og ud på den anden side. Af denne grund er der en række overfladiske Stengodt skalaer, der bruger meget lavere belastninger. For eksempel bruger 15N-skalaen en 15 kg belastning med en konisk diamantspidset indrykning.