Глава 1

Теоретические основы товароведения

сплавов), при нанесении царапины на поверхность исследуемого образца или изделия. Твердость при царапании по методу Мартенса оценивается количественно или шириной царапины при посто­янной нагрузке на острие или величиной нагрузки, необходимой для нанесения царапины заданной величины. Царапина наносится с помощью прибора (например, прибора Мартенса), после чего ее ширина измеряется с точностью до долей микрометра.

Твердость при царапании коррелирует с показателем разруша­ющего напряжения. Метод определения твердости при царапании для металлов применяется крайне редко. Однако он находит до­статочно широкое применение при сравнительной оценке твердо­сти минералов, стеклянных и керамических изделий, ювелирных

камней.

Определение проводят с помощью минералогической шкалы,

называемой шкалой твердости, или шкалой Мооса.

Шкала состоит из эталонных минералов - талька, гипса, каль­цита, плавикового шпата, апатита, полевого шпата, кварца, топаза, корунда, алмаза. Эти десять минералов подобраны так, что каждый из них при нажиме и трении оставляет черту на предыдущем.

При испытании острым углом (ребром) одного из минералов проводят со средним нажимом по поверхности испытуемого изде­лия черту и наблюдают, образовалась ли царапина. Если видимой царапины нет, то рядом проводят черту более твердым минералом. Испытания проводят до получения видимой царапины, которая не стирается рукой. Твердость характеризуется порядковым номером минерала, оставившего царапину; иногда берут среднее арифмети­ческое между двумя порядковыми номерами двух минералов, один из которых оставил, а другой не оставил царапину на поверхности

стекла.

Этот метод не обеспечивает высокую точность результатов, но широко распространен благодаря простоте и скорости. Однако надо иметь в виду следующее: по шкале можно определить, какой ма­териал более тверд, но нельзя сделать заключение о соотношении материалов по твердости. Например, если у алмаза твердость по шкале 10, а у кварца 7, то это не значит, что первый превосходит второй по твердости в 1,4 раза. Определение твердости путем вдав-

36

ливания алмазной пирамиды показывает, что у алмаза твердость составляет более 10 000, а у кварца всего - 1120, т. е. в девять раз меньше.

Твердость по Герберту определяется на приборе, представ­ляющем собой массивный (4 кг) дугообразный маятник, опи­рающийся на стальной или алмазный шарик диаметром 1 мм, устанавливаемый на строго горизонтальную поверхность ис­пытуемого образца. Этот метод относится к динамическим методам определения твердости материалов. Число твердости по Герберту измеряется временем (с), за которое происходит десять полных колебаний маятника (Н₇) или амплитудой пер­вого отклонения маятника (Я^), взведенного на определенный угол, фиксируемый по шкале прибора. Между твердостью по Герберту и числом твердости по Бринеллю существуют эмпи-пические зависимости:

Твердость по Шору, определяемая динамическим способом, -это физико-механическая характеристика материала, устанавли­вающая его способность сопротивляться локальной пластической деформации, осуществляемой свободно падающим с постоянной высоты бойком, снабженным наконечником из алмаза или твердого сплава. Твердость по Шору (//5) определяется высотой отскока бойка и выражается в условных безразмерных единицах, отсчи­тываемых непосредственно по шкале прибора (склероскоп Шора). Шкала твердости по Шору проградуирована таким образом, что твердость ИЗ, равная 100, соответствует твердости закаленной мартенситной стали. К сожалению, этот простой метод определе­ния твердости недостаточно точен и характеризуется сравнительно большим разбросом результатов измерения.

Для оценки твердости материалов в локальных местах, напри­мер твердости зерен в металлах, используют способ определения микротвердости. Индентор прибора для определения микротвер-Дости представляет собой алмазную четырехгранную пирамиду

37