De hardheid (eng: hardness) van een materiaal is de weerstand die dit materiaal biedt tegen blijvende vervorming.
Het meten van de hardheid wordt gedaan door een voorwerp met een bepaalde kracht in een materiaal te drukken. De grootte of de diepte van de indrukking is een maat voor de hardheid. Hieronder worden vier veel gebruikte hardheidsmetingen besproken.
Bij hardheidsmeting volgens Brinell wordt een stalen of hardmetalen kogel in het te testen materiaal gedrukt. De grootte van de indrukking is een maat voor de hardheid van het materiaal. De diameter van de indrukking wordt met behulp van een formule omgerekend tot een getal dat de "Hardheid volgens Brinell" wordt genoemd.
De diameter van de stalen kogel moet altijd worden afgestemd op het te meten materiaal. De onderzijde van het materiaal mag niet vervormen tijdens het meten. Om een duidelijke aflezing mogelijk te maken mag de indrukking niet te diep zijn. Het verschil in indrukking zou te moeilijk zichtbaar worden. Een minimum indrukking is een andere vereiste. De diameter van de indrukking moet liggen tussen de 0,2 en 0,7 maal de diameter van de kogel. Standaard diameters zijn: 1, 2,5, 5 en 10 mm.
Berekening van de hardheid volgens Brinell:
Met behulp van de diameter van de kogel, de diameter van de indrukking en de belasting op de kogel is de Brinellhardheid te berekenen.
HB = (0,102 x belasting)/oppervlakte van de indrukkingDe oppervlakte A is te berekenen met de formule:
D = de diameter van de kogel
d = de diameter van de indrukking
Aanduiding van de hardheid volgens Brinell:
Aanduiding: 300 HB
Deze aanduiding wordt gebruikt om een meting aan te geven met een kogeldiameter van 10 mm, een beproevingsbelasting van 29420 N en een belastingtijd van 10-15 s. Dit is een veel gebruikte meting.
Aanduiding: 200 HBS 10/3000/15Bij de hardheidsmeting volgens Vickers wordt een diamanten punt in de vorm van een rechte vierzijdige piramide in het te beproeven materiaal gedrukt. De tophoek daarvan is 136o. In het materiaal ontstaat een piramidevormige indrukking waarvan de diagonaal d wordt gemeten. Voor de hardheidsmeting volgens Vickers kan dezelfde meetopstelling gebruikt worden als voor de hardheidsmeting volgens Brinell.
De piramide maakt een De belasting op de diamant varieert tussen de 49 en 980 N. De belasting moet eerst rustig opgebouwd worden en dan 10 tot 15 seconden op volle belasting blijven. De dikte van het materiaal moet minstens 1,5 maal de diagonaal van de indrukking zijn.
De lengte van de diagonaal wordt met behulp van een meetmicroscoop opgemeten.
Berekening van de hardheid volgens Vickers:
Bij de hardheidsmeting volgens Rockwell wordt een stalen kogel of een diamanten kegel gebruikt. Bij Rockwell wordt aan de hand van de diepte van de indrukking de hardheid bepaald. De diameter van de indrukking zoals die bij Brinell en Vickers wordt gebruikt is bij Rockwell niet van belang.
De hardheidsmeting met kogel of diamant vindt plaats in drie stappen:
Hardheids meting met stalen kogel
Voor zachte materialen wordt als indruklichaam een stalen kogel gebruikt. Deze kogel heeft een gestandaardiseerde diameter van 1,5875 mm (1/16 inch). De hardheidsschaal wordt aangegeven met een B (HRB met de B van Ball). De schaal loopt van 0 tot 130.
Hardheids meting met diamanten kegel
Voor harde materialen wordt als indruklichaam een diamante kegel gebruikt met een tophoek van 120o met een afgeronde punt. De hardheidsschaal wordt aangegeven met een C (HRC met de C van Cone). De schaal loopt van 0 tot 100.
De grootte van de belastingEigenschappen van de Rockwell hardheidsmeting:
De Poldi-hamer is een eenvoudig apparaat. Het is makkelijk te vervoeren en hoeft niet in een laboratorium te staan. De hardheid van het te onderzoeken materiaal wordt vergeleken met de hardheid van een ijkstaafje in de Poldi-hamer.
Het ijkstaafje wordt voor een meting in de Poldi-hamer geschoven en bevindt zich tussen de kogel en de stempel. Vervolgens wordt de poldi-hamer op het te onderzoeken materiaal geplaats. Op de stempel wordt een klap met een hamer gegeven. De kogel geeft nu een indrukking in het werkstuk en in het ijkstaafje. Van beide indrukkingen wordt de diameter opgemeten.
Eigenschappen van de Poldi hardheidsmeting:
Informatie verkregen van:
http://www.cybercomm.nl/~cesmetel/kennisweb/beproeving/hardheid.html