bij het ontwerpen van metalen onderdelen is het belangrijk om hun hardheid te specificeren. Echter, veel ingenieurs hebben slechts een wankel begrip van wat hardheid eigenlijk is, of hoe het wordt gemeten. Daar zijn goede redenen voor. Zoals we zullen zien, hardheid is een enigszins wankel concept, en er zijn zoveel verschillende hardheidsmethoden in gemeenschappelijk gebruik dat het gemakkelijk is om verward te raken. Het doel van dit artikel is om die verwarring op te helderen.

laten we eerst praten over wat hardheid niet is. Hardheid heeft niets te maken met stijfheid. Een stalen onderdeel kan een hoge of lage hardheid hebben, maar het zal altijd dezelfde stijfheid hebben. Een titaniumdeel kan dezelfde hardheid hebben als een staaldeel, maar het zal altijd ongeveer de helft van de stijfheid van staal hebben. Hardheid op zich heeft ook niets te maken met de vraag of een materiaal bros of nodulair is. Van twee materialen met dezelfde hardheid kan de ene broos zijn en de andere nodulair.

Wat is hardheid dan? Om een enigszins cirkelvormige en niet erg nuttige definitie te geven, is het een maat voor hoe een materiaal presteert in een hardheidstest. Dit brengt ons bij het onderwerp van de hardheidsmeting.een van de meest gebruikte hardheidsproeven in de VS werd ontwikkeld door Hugh Rockwell en Stanley Rockwell in 1914. Hoewel ze geen broers of zelfs familieleden waren, maakte het hebben van dezelfde achternaam het veel makkelijker om een naam te bedenken voor de test. Bij de Rockwell-test wordt een indruklichaam met een bepaalde kracht in een metalen oppervlak geduwd. De hardheid is omgekeerd evenredig met de diepte van de penetratie.

Er zijn veel Rockwell hardheidsschalen, afhankelijk van het type indruklichaam en de gebruikte belasting. De Rockwell C-schaal gebruikt bijvoorbeeld een kegelvormig, diamantvormig indruklichaam met een belasting van 150 kg. De Rockwell B schaal maakt gebruik van een 1/16-inch diameter bal indruklichaam met een belasting van 100 kg. De Rockwell C-schaal wordt meestal afgekort HRC (hardheid Rockwell C), terwijl de Rockwell B-schaal wordt afgekort HRB (hardheid Rockwell B). Hoe hoger het getal, hoe harder het materiaal, maar alleen ten opzichte van andere getallen binnen een bepaalde schaal. Een extreem hard staal kan bijvoorbeeld een hardheid van 64 HRC hebben, terwijl een vrij zacht staal een hardheid van 70 HRB kan hebben.

welke schaal kan het beste worden gebruikt? Dat hangt ervan af wat je meet. De Rockwell C schaal is goed voor het meten van gehard staal. Rockwell B is beter voor zachter staal of relatief hard aluminium. Voor zachtere aluminium moet u mogelijk de Rockwell e-schaal (1/8-inch diameter bal met een belasting van 100 kg) of de Rockwell F-Schaal (1/16-inch diameter bal met een belasting van 60 kg) gebruiken. Over het algemeen, hoe groter het indruklichaam of hoe kleiner de belasting, hoe beter een schaal zal zijn voor zachte materialen.

dikte van het materiaal is ook van belang. Als je probeert de hardheid van een dunne strook materiaal te meten, wil je geen belasting gebruiken die het indruklichaam helemaal door het materiaal heen en aan de andere kant naar buiten duwt. Om deze reden is er een reeks oppervlakkige Rockwell schalen die veel lagere belastingen gebruiken. De Rockwell 15N weegschaal gebruikt bijvoorbeeld een belasting van 15 kg met een conisch indruklichaam met diamantpunt.