1. ISPITIVANJE TVRDOĆE ZAREZOM -
MOHSOVA SKALA
Mohsova skala je niz od deset minerala, poredanih po tvrdoći, koji se koristi za procjenu
relativne tvrdoće drugih minerala ili tvari. Mohsovu skalu je prvi predložio njemački mineralog
Frederich Mohs (1773-1839), izabravši deset dostupnih minerala. Mineral koji je "viši" u
Mohsovoj skali ima i veću tvrdoću. Ukoliko nepoznata tvar može zarezati površinu minerala iz
Mohsove skale, ona je tvrđa od tog minerala. Skala nije linearna; tvrdoća dijamanta nije deset
puta veća od talka (dijamant je puno tvrđi). Danas se upotrebljava uglavnom u mineralogiji i
proširena je na 15 minerala.
Tvrdoća po Mohsu
Mineral
1
Talk
2
Gips
3
Kalcit
4
Fluorit
5
Apatit
6
Ortoklas
7
Kvarc
8
Topaz
9
Korund
10
Dijamant
Tablica 1: Mohsova skala tvrdoće minerala
1.2 POSTUPCI ISPITIVANJE TVRDOĆE
UTISKIVANJEM
Tlačnom silom određenog iznosa u uzorak se utiskuje indentor (kaljena čelična kuglica,
dijamantna piramida ili dijamantni stožac). Mjeri se trajna deformacija na površini materijala
koji se ispituje. Tvrdoća se izražava naprezanjima na površini udubljenja (osim Rockwella).
1.2.1. BRINELLOVA METODA
Kod Brinellove metode je tijelo koje se utiskuje u metal (po ovoj metodi se mjeri isključivo
tvrdoća metalnih materijala) kuglica od kaljenog čelika. Tijelo koje se utiskuje naziva se
penetrator ili indentor. Iznimno za mjerenje tvrđih materijala koristi se kuglica od tvrdog metala
("WIDIA").
Slika 1: Skica penetratora i otiska kod Brinellove metode
Kuglica se pritišće određenom silom, a u materijalu ostaje otisak oblika kalote.
Kod ove metode se tvrdoća određuje na temelju veličine otiska. Promjer čelične kuglice D može
biti od 1-10 mm (1, 2, 2.5, 5 i 10 mm), a sila kojom se opterećuje kuglica F takva da veličina
proizvedenog otiska (d) bude u slijedećem omjeru s promjerom kuglice D: d=(0,24 - 0,6)D
Ukoliko je promjer otiska (d) manji od 0,24D znači da je primijenjena premala sila (F), odnosno ukoliko je
d>0,6D znači da je sila (F) bila prevelika. Iz ovoga je vidljivo da je kod mjerenja tvrdoće po Brinellu
rezultat mjerenja ovisan o primijenjenoj sili.
Vrijednost izmjerene tvrdoće Brinellovom metodom piše se na slijedeći način - npr:
HB10/29420/15=165,
što znači da je kuglica promjera D=10mm opterećivana silom F=29420N (3000 kp) u trajanju od 15
sekundi.
S kuglicom od kaljenog čelika dozvoljeno je tvrdoću mjeriti do vrijednosti HB=450, dok se za tvrđe
materijale mora koristiti kuglica iz tvrdog metala.
Prednosti metode:
• Lako mjerenje veličine otiska, dovoljno je mjerno povećalo
• Jednostavna priprema površine - dovoljno je i grubo brušenje
• Metoda je selektivna - mjerno područje od 0-450 jedinica za čeličnu
kuglicu
Nedostaci:
• Ne mogu se mjeriti materijali visoke tvrdoće
• Tvrdoća je ovisna o opterećenju, pa prema "stupnju opterećenja (X)"
treba izabrati odgovarajuću silu
• Otisak je relativno velik, pa funkcionalno ili estetski nagrđuje površinu
(ukoliko se tvrdoća mjeri na proizvodu, a ne na uzorku)
1.2.2. VICKERSOVA METODA
Vickers je svojom metodom uklonio glavne nedostatke Brinellove metode, pa je primjenom ove
metode moguće mjeriti i najtvrđe materijale. Ovdje tvrdoća nije ovisna o primijenjenoj sili.
