Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 2. 15 januari 1952 - Absolut hårdhetsskala, av Jakob Murkes
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 januari 1952
37
Absolut hårdhetsskala
Ingenjör Jakob Murkes, Stockholm
539.532
Den ökande produktionen av hårda legeringar och
slipmaterial medför allt större intresse för riktiga och
noggranna hårdhetsbestämningar. Även lösningen av många
bergvetenskapliga problem beror av en lämplig
hårdhets-bestämningsmetodik.
Mohs’ hårdhetsskala
För bedömning av hårdheten hos mineral tjänar sedan
mera än hundra år tillbaka en hårdhetsskala bestående av
hårdheten hos tio olika mineral, införd av Mohs, men den
är föga lämplig när det gäller metaller. Vi saknar sålunda
en enhetlig bedömningsskala användbar för alla tänkbara
förekommande material. Själva principen hos Mohs’ skala
innebär, att hårdhetstalen bestämmes med utgångspunkt
från vissa bestämda standardprov. Skalan är sålunda
relativ och hårdhetstalen svarar ej mot vissa bestämda,
absoluta mått. Hårdheten hos ett och samma standardmineral
från olika fyndplatser är dessutom icke konstant. Ett och
samma tal i Mohs’ skala svarar därför ej entydigt mot en
bestämd verklig hårdhet.
Den största bristen hos Mohs’ skala är, att man icke har
någon som helst möjlighet att skilja på olika mycket hårda
materials hårdhetsgrader, och trots betydelsefulla
skillnader i hårdheten kan materialen ej klassificeras med
hjälp av Mohs’ skala, emedan deras hårdhet ligger inom
ett enda intervall, nämligen 9—10. Detta intervall är alltför
stort i förhållande till alla lägre intervall. Dessutom
erbjuder Mohs’ skala knappast någon möjlighet att
bestämma materialets läge inom intervallet.
Det är sålunda en viktig och aktuell uppgift att finna nya
och mera fullkomliga grunder för bedömning och
klassificering av materials hårdhet. Det finns två möjligheter att
undanröja dessa svårigheter: antingen skall Mohs’ skala
förkastas belt och hållet som föråldrad och en ny skala
skall införas, eller också skall man i princip behålla Mohs’
skala, sedan vissa förändringar och kompletteringar
införts.
Innan denna uppgift kan behandlas på empirisk väg,
måste man ha klart för sig, vilka undersökningsmetoder,
som bör tillgripas för att fullt pålitliga och
reproducerbara resultat skall kunna erhållas. Vi känner för
närvarande många metoder för hårdhetsbestämning och det
gäller således att, utgående från vissa synpunkter, utföra
en kritisk granskning av dessa metoder och att välja den
för våra ändamål lämpligaste bestämningsmetoden. För
att lösa denna uppgift måste vi först och främst fastställa
de villkor, vilka måste satisfieras av en dylik metodik.
Fordringar på hårdhets skalan
En ingående granskning av detta problem leder till
följande slutsatser: försöksmetodiken skall vara så enkel som
möjligt; apparaten måste tillåta mätningar av material med
hårdheter varierande inom största möjliga område både
de mjukaste och de hårdaste, inklusive diamant; det
erhållna hårdhetstalet bör icke påverkas av yttre
försöksbetingelser; noggrannheten vid mätning av intryckets
dimensioner måste vara den största möjliga; vid beräkning
av hårdhetstalen måste både låga och höga hårdheter
tilldelas samma vikt, så att fullt jämförbara uttryck erhålles
för alla materialhårdheter.
Dessutom finns det ytterligare ett viktigt problem, vilket
måste grundligt analyseras, innan lämplig försöksmetodik
Litteraturstudie, utförd våren 1951 vid KTH:s Institution för
anrikning.
kan väljas. Man har lagt märke till det faktum, att de vid
hårdhetsundersökningar av olika material erhållna
intrycken eller reporna mycket ofta icke är jämförbara
sinsemellan. Det har påpekats, att ett och samma
material (i synnerhet gäller det hårda material) kan uppföra
sig antingen som plastiskt eller sprött4,11. När olika
kroppar utsättes för intryckning av en spets eller kula, eller
när de ritsas, kan de erhållna intrycken, resp. reporna
bildas på två olika sätt, nämligen antingen genom
materialets plastiska deformation eller genom spröd splittring.
De på så sätt erhållna hårdhetstalen är därför icke fullt
jämförbara med varandra, då de ej utgör ett mått på en
och samma egenskap hos materialet.
Undersöker vi exempelvis talk och glas genom
intryckning av en spets under en belastning av några hundratals
gram och mäter det erhållna intrycksdjupet eller någon
annan intrycksdimension, återspeglas förhållandet mellan
talkens och glasets verkliga hårdheter icke alls genom
förhållandet mellan intryckens dimensioner. I det ena fallet
har nämligen intrycket bildats genom plastisk
deformation och i det andra genom spröd splittring av materialet.
En riktig hårdhetsbestämning måste sålunda bygga på ett
förfarande, som möjliggör åstadkommande av samma slags
intryck. Då begreppet "hårdhet" betyder motstånd mot
plastisk deformation måste man utarbeta ett
bestämningsförfarande, där intrycket ej bildas genom spröd splittring
utan genom plastisk deformation, oberoende av det
provade materialets hårdhetsgrad.
A V Sjubnikov11 har påpekat, att "varje hård kropp
uppför sig som spröd eller som plastisk beroende på det sätt,
varpå den påverkas". Williams13 konstaterar i detta
sammanhang, att för varje bestämt material och för en
bestämd diamantspets existerar en bestämd kritisk
belastning, så att en större belastning medför en spröd splittring
av materialet och en lägre belastning medför
inlrycksbild-ning genom att materialet deformeras plastiskt. Härav
följer, att man genom ett lämpligt val av belastningen
kan åstadkomma ett plastiskt intryck hos vilka material
som helst, oberoende av deras hårdhet. Vid en tillräckligt
låg belastning kan plastiska intryck erhållas i sådana
material soin kvarts, glas, emalj m.m.4
Utgående från ovannämnda synpunkter kan man nu göra
en granskning av de mest kända metoderna och välja det
lämpligaste förfarandet i syfte att genomföra
hårdhetsbestämningar på mineral ingående i Mohs’ skala och att
eventuellt uppställa en ny eller fullkomna den gamla
hårdhetsskalan.
Brinell-provet är ej lämpligt i detta fall, först och främst
på grund av att det icke kan användas för mycket hårda
material. Enbart denna nackdel är tillräcklig för att
Bri-nells metod —• vilken i många andra i praktiken
förekommande fall har mycket stor betydelse — måste anses
olämplig. Rockwells metod har den stora nackdelen, att
dess skalor ej är likformiga, vilket medför en betydlig
minskning av känsligheten för mycket höga hårdheter.
Detta framgår särskilt klart vid jämförelse av Rockwells
med Vickers’ skala som är likformig.
Enligt den senare metoden kan bestämningar utföras på
mycket hårda material tack vare användningen av en
diamantpyramid, men metoden har dock en väsentlig
nackdel, nämligen att Vickers’ apparat är avsedd för
belastningar mellan 1 och 120 kp. Den undre gränsen beror på
den noggrannhet, med vilken belastningen kan bestämmas
med hänsyn tagen till friktionsförluster i själva
apparaten.
För mycket hårda och spröda material är emellertid 1 kp
belastning mycket för hög, då redan denna förorsakar en
spröd splittring i materialets yta. Vickcrs-prov kan sålunda
endast användas för undersökning av material, vilka
uppvisar en tillräckligt stor plasticitet vid belastningar större
än 1 kp. Det är överhuvudtaget ändamålsenligt att tillämpa
små belastningar. Därigenom har man fått möjlighet att
undersöka mycket hårda och spröda material.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
