vid konstruktion av metalldelar är det viktigt att ange deras hårdhet. Men många ingenjörer har bara en skakig förståelse för vad hårdhet faktiskt är, eller hur det mäts. Det finns goda skäl till detta. Som vi ser är hårdhet ett något skakigt koncept, och det finns så många olika hårdhetstestmetoder i vanligt bruk att det är lätt att bli förvirrad. Syftet med denna artikel är att hjälpa till att rensa upp den förvirringen.

Låt oss först prata om vilken hårdhet som inte är. Hårdhet har inget att göra med styvhet. En ståldel kan ha hög eller låg hårdhet, men den kommer alltid att ha samma styvhet. En titandel kan ha samma hårdhet som en ståldel, men den kommer alltid att ha ungefär hälften av stålets styvhet. Hårdhet i sig har inte heller något att göra med om ett material är sprött eller duktilt. Av två material med samma hårdhet kan det ena vara sprött och det andra duktilt.

vad är hårdhet då? För att ge en något cirkulär och inte särskilt användbar definition är det ett mått på hur ett material presterar i ett hårdhetstest. Detta leder oss till ämnet hårdhetsprovning.

en av de hårdhetstester som oftast används i USA utvecklades av Hugh Rockwell och Stanley Rockwell 1914. Även om de inte var bröder eller ens släktingar, med samma efternamn gjorde det så mycket lättare att komma med ett namn för testet. I Rockwell-testet skjuts en indenter in i en metallyta med en given kraft. Hårdheten är omvänt proportionell mot penetrationsdjupet.

det finns många Rockwell hårdhetsvågar, beroende på vilken typ av indenter och belastning som används. Till exempel använder Rockwell C-skalan en konformad, diamantspetsad indenter med en 150 kg belastning. Rockwell B-skalan använder en 1/16-tums diameterkula med en belastning på 100 kg. Rockwell C-skalan förkortas vanligtvis HRC (hårdhet Rockwell C), medan Rockwell B-skalan förkortas HRB (hårdhet Rockwell B). Ju högre antal, desto hårdare materialet, men endast i förhållande till andra siffror inom en given skala. Till exempel kan ett extremt hårt stål ha en hårdhet på 64 HRC, medan ett ganska mjukt stål kan ha en hårdhet på 70 HRB.

vilken skala är bäst att använda? Det beror på vad du mäter. Rockwell C-skalan är bra för mätning av härdat stål. Rockwell B är bättre för mjukare stål eller relativt hårt aluminium. För mjukare aluminium kan du behöva använda Rockwell e-skalan (1/8-tums diameterkula med en belastning på 100 kg) eller Rockwell F-skalan (1/16-tums diameterkula med en belastning på 60 kg). I allmänhet, ju större indenter eller mindre belastning, desto bättre blir en skala för mjuka material.

materialets tjocklek spelar också roll. Om du försöker mäta hårdheten hos en tunn remsa av material, vill du inte använda en belastning som kommer att trycka indentern hela vägen genom materialet och ut på andra sidan. Av denna anledning finns det en serie ytliga Rockwell-skalor som använder mycket lägre belastningar. Till exempel använder Rockwell 15N-skalan en 15 kg belastning med en konisk diamantspetsad indenter.