มารู้จักความแข็งกันเถอะ

มารู้จักความแข็งกันเถอะ

ความแข็งคืออะไร
ความแข็ง (Hardness) ก็คือ ความต้านทานของวัสดุต่อแรงขีดข่วนและการกดจากวัสดุอื่น

ประเภทของการทดสอบความแข็ง

1. Indentation
2. Dynamic
3. Scartch

แบบ Indentation
การทดสอบความแข็งแบบ Indentation มีดังต่อไปนี้

1. แบบร็อกเวล (Rockwell) 
   Stanley P. Rockwell ได้จดสิทธิบัตรการประดิษฐ์เครื่องทดสอบความแข็งชนิดใหม่ขึ้นในปี ค.ศ.1914 และได้รับสิทธิการจดทะเบียนในปีค.ศ.1919 โดยมีแนวความคิดที่ว่า เนื่องจากการทดสอบ ความแข็งในสมัยนั้นต้องใช้ผู้ที่มีความชำนาญสูงและใช้เวลาในการทดสอบมากพอ สมควร เขาจึงได้ คิดค้นวิธีทดสอบโดยที่ไม่ต้องมีการวัดรอยกด หากแต่เป็นการวัดความแตกต่างของความลึกของรอย กดโดยการใช้เครื่องมือแทน ทำให้สามารถทดสอบได้อย่างรวดเร็ว
2. แบบบริเนล (Brinell)
   Dr. J. A. Brinell เป็นผู้คิดค้นและประกาศวิธีการทดสอบแบบนี้ขึ้นในปี ค.ศ.1900 ซึ่งในขณะ นั้นเป็น Chief Engineer ที่ Fagastra Iron Work ประเทศสวีเดน โดยมีแนวความคิดคือต้องการที่ จะหาวิธีทดสอบที่ง่ายและรวดเร็วในการทดสอบสมบัติของความแข็งของเหล็กและ เหล็กกล้าที่ผ่านกระ บวนการตีขึ้นรูป( Forging) โดยที่เครื่องทดสอบเครื่องแรกก็ถูกแสดงขึ้นในปีนี้เอง
3. แบบวิกเกอร์ส (Vickers)
   บริษัท Vickers Armstrong ได้เป็นผู้แนะนำวิธีการทดสอบแบบนี้ขึ้นในปีค.ศ.1924 โดยการที่ พยายามหาวิธีการทดสอบความแข็ง ที่มีความถูกต้องและเชื่อถือได้มากกว่าการทดสอบแบบเดิม และ การเลือกใช้รูปทรงปิรมิด เพื่อให้เกิดความชัดเจนของรอยกด และจะทำการวัดขนาดของเส้นผ่านศูนย์ กลางได้ง่ายโดยเลือกใช้เพชรในการทำหัวทดสอบ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและไม่เกิดการเปลี่ยนรูป ได้ง่าย การที่เลือกใช้มุม 136 องศาในการทดสอบเนื่องมาจาก การทดสอบแบบนี้เป็นการพัฒนามาจาก การทดสอบแบบบริเนล ซึ่งในการทดสอบแบบบริเนลนั้นรอยกดบนชิ้นงานจะต้องมีขนาดระหว่าง 0.25 และ0.5เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวทดสอบ ดังนั้นค่าเฉลี่ยของขนาดรอยกดจะเท่ากับ 0.375 ซึ่งจะ มีมุมตามแนวสัมผัส (Tangent) เท่ากับ 136 องศาพอดิบพอดี
4. แบบนู้พ (Knoop)
   Frederick Knoop,Chauncey G. Peter และ Walter B. Emerson แห่ง National Bureau of Standards ในปีค.ศ.1939 แนวความคิดคือการหาวิธีการทดสอบความแข็งที่สามารถให้รอยกดที่เห็น- ขนาดได้อย่างชัดเจนในกรณีที่ใช้แรงกดต่ำๆ มีประโยชน์อย่างมากสำหรับวัสดุที่มีความเปราะเช่นแก้ว ซึ่งอาจจะเกิดการแตกกระจายจากการใช้แรงกดสูงดังเช่นการวัดความแข็งโดยทั่วไป

แบบ Dynamic
การทดสอบความแข็งแบบ Dynamic หรือที่เรียกกันว่าการทดสอบความแข็งแบบ Shore Scleroscope ได้ถูกพัฒนาโดย Albret F. Shore ในปี คศ. 1906 และถูกนำมาใช้ทางการค้า ในการทดสอบความแข็งทางด้านโลหะกับวัสดุที่มีขนาดใหญ่เช่น เหล็กที่ผ่านกระบวนการตีขึ้นรูป (Forging) หรือเหล็กที่ผ่านการรีดขึ้นรูป (Rolling) โดยเทคนิคการทดสอบแบบนี้มีการใช้ทดสอบ เป็นครั้งแรกในสหรัฐอเมริกา วิธีทดสอบคือ การปล่อยหัวกระแทกจากความสูงที่กำหนด ให้ลงมากระทบกับผิวชิ้นงาน แล้ววัดความสูงจากการกระดอนกลับของหัวกระแทก สเกลที่ใช้วัดจะถูกแบ่งเป็น 100 หน่วย โดยการใช้การกระดอนกลับของหัวกระแทก ที่ทำจาก เพชร

แบบ Scartch
การทดสอบความแข็งแบบ Scratch หรือที่เรียกกันว่าการทดสอบความแข็งแบบ Moh'scale ได้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกโดยนักแร่วิทยาในปีค.ศ. 1922 ส่วนใหญ่ ใช้วัดความแข็งของแร่ต่างๆโดย มีหลักการที่ว่าวัสดุที่มีความแข็งมากกว่าจะสามารถขีดข่วนวัสดุที่นิ่มกว่า ได้ ช่วงของความแข็งจะแบ่ง เป็น10 สเกลตามวัสดุอ้างในการทดสอบ โดยเพชรมีความแข็งมากที่สุดคือ 10 และ ทัลค์มีความแข็ง- ต่ำสุดคือ 1 แต่ค่าความแข็งของการทดสอบแบบนี้ไม่เหมาะที่จะนำมาใช้ในการทดสอบกับโลหะ เพราะมี ช่วงของสเกลที่ค่อนข้างหยาบ การวัดจะดูความกว้างและความลึกของรอยขีดข่วนที่เกิดจากวัสดุที่ใช้ อ้างอิงภายใต้แรงกดที่คงที่

Moh'scale
Diamond	10
Corundum	9
Topaz	8
Quartz	7
Feldspar	6
Apatite	5
Fluorite	4
Calcite	3
Gypsum	2
Talc	1