Список металлов по твердости

Список химических элементов по твёрдости

Символ Название Твёрдость по Моосу Твёрдость по Виккерсу
(ГПа)
Твёрдость по Бриннелю
(ГПа)
3 Li Литий 0.6
4 Be Бериллий 5.5 1,67 0,6
5 B Бор 9.5 49
6 C Углерод 1.5 (графит)
6 C Углерод 10.0 (алмаз)
11 Na Натрий 0.5 0,00069
12 Mg Магний 2.5 0,26
13 Al Алюминий 3 0,167 0,245
14 Si Кремний 6.5
16 S Сера 2.0
19 K Калий 0.4 0,000363
20 Ca Кальций 1.5 0,167
21 Sc Скандий 0,75
22 Ti Титан 6.0 0,97 0,716
23 V Ванадий 7.0 0,628 0,628
24 Cr Хром 8.5 1,06 1,120
25 Mn Марганец 6.0 0,196
26 Fe Железо 4.0 0,608 0,49
27 Co Кобальт 5.0 1,043 0,7
28 Ni Никель 4.0 0,638 0,7
29 Cu Медь 3.0 0,369 0,874
30 Zn Цинк 2.5 0,412
31 Ga Галлий 1.5 0,06
32 Ge Германий 6.0
33 As Мышьяк 3.5
34 Se Селен 2.0 0,736
37 Rb Рубидий 0.3 0,216
38 Sr Стронций 1.5
39 Y Иттрий 0,589
40 Zr Цирконий 5.0 0,903 0,650
41 Nb Ниобий 6.0 1,32 0,736
42 Mo Молибден 5.5 1,53 1,5
44 Ru Рутений 6.5 2,16
45 Rh Родий 6.0 1,246 1,1
46 Pd Палладий 5.0 0,461 0,0373
47 Ag Серебро 2.5 0,251 0,0245
48 Cd Кадмий 2.0 0,203
49 In Индий 1.0 0,00883
50 Sn Олово 1.5 0,0051
51 Sb Сурьма 3.0 0,294
52 Te Теллур 2.0 0,018
55 Cs Цезий 0.2 0,00014
56 Ba Барий 1.0
57 La Лантан 2.5 0,491 0,363
58 Ce Церий 2.5 0,27 0,412
59 Pr Празеодим 0,4 0,481
60 Nd Неодим 0,343 0,265
62 Sm Самарий 0,412 0,441
63 Eu Европий 0,167
64 Gd Гадолиний 0,57
65 Tb Тербий 0,863 0,677
66 Dy Диспрозий 0,54 0,500
67 Ho Гольмий 0,481 0,746
68 Er Эрбий 0,589 0,814
69 Tm Тулий 0,52 0,471
70 Yb Иттербий 0,206 0,343
71 Lu Лютеций 1,16 0,893
72 Hf Гафний 5.5 1,76 1,7
73 Ta Тантал 6.5 0,873 0,8
74 W Вольфрам 7.5 3,43 2,57
75 Re Рений 7.0 2,45 1,32
76 Os Осмий 7.0 3,92
77 Ir Иридий 6.5 1,76 1,67
78 Pt Платина 3.5 0,549 0,392
79 Au Золото 2.5 0,216 0,245
81 Tl Таллий 1.0 0,0264
82 Pb Свинец 1.5 0,0383
83 Bi Висмут 2.5 0,0942
90 Th Торий 3.0 0,35 0,4
92 U Уран 6.0 1,96 2,4

Ссылки

Handbook of the physicochemical properties of the elements / Под ред. Г. В. Самсонова. — New York: IFI-Plenum, 1968.

Периодическая таблица
Дмитрий Иванович Менделеев · Периодический закон · Группы элементов
Форматы Короткая · По блокам · Расширенная · Увеличенная · Электронные конфигурации · Электроотрицательность · Альтернативная · Изотопы элементов
Списки элементов по Названию · Этимологии (в честь мест, в честь открывателей) · Времени открытия
Степени окисления · Распространённости (в человеке) · Стабильности изотопов · Твёрдости
Группы 1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10 · 11 · 12 · 13 · 14 · 15 · 16 · 17 · 18
Периоды 1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8
Семейства
химических элементов
Металлы · Переходные металлы · Неметаллы · Лантаноиды · Актиноиды · Редкоземельные элементы · Суперактиноиды
Периоды · Лёгкие металлы · Полуметаллы · Постпереходные металлы · Металлы платиновой группы
Блок периодической таблицы s-элементы · p-элементы · d-элементы · f-элементы · g-элементы
Другое Лантаноидное сжатие · Актиноидное сжатие · Предсказанные элементы · Тугоплавкие металлы · Благородные металлы · Монетные металлы · Символы химических элементов (список)
Периодическая таблица (англ.) · Категория:Периодическая система · Портал:Химия · <<Периодическая система элементов>>

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Список химических элементов по твёрдости» в других словарях:

Список химических элементов — Основная статья: Списки химических элементов Список химических элементов упорядочен в порядке возрастания атомных номеров с возможностью сортировки по другим параметрам. В таблице приводятся название химического элемента, используемый для его… … Википедия

Список химических элементов по электронной конфигурации — Основная статья: Списки химических элементов Содержание 1 Электронная конфигурация 2 Литература 2.1 NIST … Википедия

Этимологический список химических элементов — Основная статья: Списки химических элементов № Символ Русское название Латинское название Этимология названия 1 H Водород Hydrogenium От др. греч. ὕδωρ «вода» и γεννάω «рождаю». 2 … Википедия

Периодическая система химических элементов — Памятник Д. И. Менделееву в Санкт Петербурге … Википедия

Символы химических элементов — Химический знак двухатомной молекулы хлора 35 Cимволы химических элементов (химические знаки) условное обозначение химических элементов. Вместе с химическими формулами, схемами и уравнениями химических реакций образуют формальный язык… … Википедия

Группы химических элементов — Группа химических элементов термин, используемый ИЮПАК для описания номенклатурной классификации химических элементов[1]. Содержание 1 Названия групп химических элементов, утверждённые ИЮПАК … Википедия

Распространённость химических элементов в человеческом организме — В данной статье приведена оценка средней распространённости химических элементов в человеческом организме. Атомы в организме человека В среднем 70 килограммовое тело взрослого человека содержит около 6,7×1027 атомов и состоит из 60 химических… … Википедия

Распространённость химических элементов — Десять наиболее распространенных элементов в Галактике Млечный Путь, спектроскопическая оценка [1] Z Элемент Массовая доля в частях на миллион 1 Водород 739 000 2 Гелий 240 000 8 Кислород 10 400 6 Углерод 4 600 10 Неон … Википедия

Хронология открытия химических элементов — Содержание 1 Глубокая древность 2 До нашей эры 3 Средние века 4 XVII … Википедия

Список степеней окисления элементов — Этот список показывает все известные степени окисления химических элеметов. Исключениями являются дробные значения. Наиболее часто встречающиеся степени окисления выделены жирным шрифтом. Этот список основан на таблице Гринвуда[1] со всеми… … Википедия

Источник

Сравнительная таблица твердости. Перевод твердости по БРИНЕЛЛЮ, РОКВЕЛЛУ, ВИККЕРСУ и ШОРУ.

Понятие твердости и ее измерение долгое время оставалось довольно спорным вопросом. Очень долго не могли разработать методику, по которой можно было бы определить количество этого параметра. Пока Моос не придумал измерять этот параметр путем пробы поцарапать один минерал другими минералами. Если один из них поддавался царапанию другим, то ему автоматически присваивалось более низкое значение твердости. Приняв за каждую единицу какой-либо эталон, он разработал собственную шкалу твердости с показателями от 1 до 10.

За 10 баллов отвечала твердость алмаза, эталоном для одного балла твердости стал тальк. Другой распространенный драгоценный камень — корунд, который делится на рубины и сапфиры имеет показатель 9. Таким образом была закреплена такая самая распространенная шкала и соответствующие значения.

Почему алмаз имеет такой высокий показатель твердости? Как оказалось, химическая структура алмаза представляет собой чистый углерод. Тот же самый углерод, который в нормированном состоянии является графитом и твердость по шкале Мооса которого равняется единице.

Почему же тогда они имеют такие разные свойства, если состоят из одного и того же атома? Это происходит за счёт химических связей и строения решетки кристалла. Атомы углерода в этих двух веществах по-разному между собой связаны, что дает разное строение структуры.

Как известно, в природе нет материала, который был бы тверже алмаза. Но недавно учеными было разработано синтетическое вещество, которое, по их заявлению, имеет такой показатель на 58% больше. Это вещество получило название лонсдейлит. Лонсдейлит может выдержать давление, которое на 55 ГПа превышает давление, которое может выдержать самый твердый алмаз. Его использование практически невозможно из-за высокой стоимости. В применении такого материала особой необходимости нет.

Таблица №1 Для перевода чисел твердости и временного сопротивления разрыву

(для увеличения масштаба — нажмите на таблицу, изображение откроется в отдельном окне)


Скачать таблицу в pdf: Таблица №1 Для перевода чисел твердости и временного сопротивления разрыву.
Перевод чисел твердости и временного сопротивления разрыву σв пригодится специалистам, связанным с термообработкой сталей, цветных металлов и сплавов. Также они могут быть полезны при проведении исследований околошовной сварочной зоны – вы можете проследить, как меняется твердость по мере удаления от шва, на основании чего можно сделать вывод о механических свойствах шва, так как значения твердости можно перевести в σв. В табл. №1 значение σв заканчивается на 690 Н\мм2 (70 кгс\мм2), что соответствует 21 НRC – редкий сварочный шов имеет такую твердость, разве что после закалки в некоторых случаях она может быть более 21 НRC при условии, что металл имеет достаточное количество углерода, легирующих элементов и структура металла после термообработки – мартенсит. После сварки шов и околошовная зона находится в отпущенном состоянии, если основной металл был предварительно закален. В таком случае его можно исследовать по шкале HRA (cм. табл. №2) или по методу Бринелля.

Типичные значения твёрдости для различных материалов [ править | править код ]

Материал Твёрдость
Мягкое дерево, например сосна 1,6 HBS 10/100
Твёрдое дерево от 2,6 до 7,0 HBS 10/100
Полиэтилен низкого давления 4,5 – 5,8 HB [1]
Полистирол 15 HB [1]
Алюминий 15 HB
Медь 35 HB
Дюраль 70 HB
Мягкая сталь 120 HB
Нержавеющая сталь 250 HB
Стекло 500 HB
Инструментальная сталь 650—700 HB

Зачем нужны таблицы твердости?

Однако вернемся к поставленному вопросу: зачем нужны таблицы твердости?

Если отвечать кратко, они незаменимы, если используются различные методы измерения твердости. Понять о чем идет речь можно на конкретных примерах.

Пример: как измерить твердость волнистой пружины из стали 65Г

Вам нужно измерить твердость волнистой пружины из стали 65Г, но она очень тонкая, менее 0.5 мм толщиной и ее нельзя проверять на обычном аппарате Роквелла при нагрузке 150 кгс или 60 кгс, так как она продавится. Тем не менее, конечные значения нужно получить в HRC. Выйти из положения можно, если использовать аппарат Супер-Роквелл, например, на нагрузке 15 кгс (HR15N), в таком случае вы получите корректные значения твердости, которые сможете перевести в требуемые единицы с помощью таблицы.

Пример: как определить твердость бериллиевой бронзы БрБ2

Или следующий пример. Нужно определить твердость бериллиевой бронзы БрБ2, после дисперсионного старения она должна быть не менее 320 HV (по Виккерсу). Вы также можете «уколоть» ее на аппарате Супер-Роквелл, а потом полученные значения, например, в HR15N перевести в HV.

Числа твердости HRC для некоторых деталей и инструментов

Детали и инструменты Число твердости HRC
Головки откидных болтов, гайки шестигранные, рукоятки зажимные 33. 38
Головки шарнирных винтов, концы и головки установочных винтов, оси шарниров, планки прижимные и съемные, головки винтов с внутренними шестигранными отверстиями, палец поводкового патрона 35. 40
Шлицы круглых гаек 36. 42
Зубчатые колеса, шпонки, прихваты, сухари к станочным пазам 40. 45
Пружинные и стопорные кольца, клинья натяжные 45. 50
Винты самонарезающие, центры токарные, эксцентрики, опоры грибковые и опорные платики, пальцы установочные, цанги 50. 60
Гайки установочные, контргайки, сухари к станочным пазам, эксцентрики круговые, кулачки эксцентриковые, фиксаторы делительных устройств, губки сменные к тискам и патронам, зубчатые колеса 56. 60
Рабочие поверхности калибров – пробок и скоб 56. 64
Копиры, ролики копирные 58. 63
Втулки кондукторные, втулки вращающиеся для расточных борштанг 60. 64

Метод Виккерса

Метод Виккерса отличается малыми нагрузками и в отличие от других методов, где иногда достаточно грубой зачистки на шлифовальной шкурке или шлифовально-обдирочном станке, требует идеальной подготовки исследуемой поверхности (до зеркального состояния). Твердость определяется по диагонали отпечатка (пирамида), которая также переводится в HV по табл. №1. Виккерс незаменим при исследовании результатов химико-термической обработки. Например, твердость азотированного слоя, если он имеет малую глубину, можно определить только по Виккерсу, Супер-Роквелл в такой ситуации покажет неправильные результаты.

Применение камня

Используется показатель твердости алмаза и в промышленности. Не все камни, которые обнаруживают в трубках на месторождениях, пригодны для ювелирной обработки. Большинство материала имеет слишком много дефектов. Такие минералы отправляются на потребности промышленности, где алмаз используется в качестве абразива. Аппаратура, которая имеет покрытие алмазной крошкой, работает дольше и качественнее. Алмаз используется в таких приборах и инструментах, как:

  • оборудование в медицине (скальпели, хирургические инструменты);
  • сверла, фрезы, шлифовальные круги, стеклорезы, ножницы и пилы по металлу, буровые установки;
  • в телекоммуникациях и электронике алмаз используют для прохождения сигналов разных частот по одному кабелю;
  • защитный элемент в химической и физической промышленности;
  • космическая отрасль, где используются даже лонсдейлиты, которые прочнее алмаза.

Алмаз — вещество, которое имеет уникальные свойства. В том числе и твердость минерала дает возможность использовать его в разных сферах. Применение камня актуально, и его стоимость продолжает расти. А искусственные вещества, которые крепче алмаза, пока недоступны для широкого использования.

Метод Бринелля

При определении твердости цветных металлов используют метод Бринелля, который заключается во вдавливании металлического шарика в поверхность детали, последующем измерении диаметра отпечатка и перевода значений в HB (см. табл №2). Для проведения описанной манипуляции нужен специальный аппарат, однако за неимением оного можно использовать все тот же старый добрый Роквелл (индентор «Шарик», нагрузка 100кгс). Таким образом можно контролировать мягкие металлы: алюминий, медь, латунь, бронзу.

Современные твердомеры имеют продвинутый интерфейс и могут подключаться к компьютеру, переводить значения твердости из одного метода в другой автоматически. Такое оборудование удобное в использовании и не требует высокой квалификации оператора, только вот стоимость его не всегда доступна. К ультразвуковым твердомерам тоже есть претензии по поводу точности измерений. Приходишь к выводу, что лучше проверенное годами старое, чем сомнительное новое по заоблачным ценам. Если вам нужно точно контролировать твердость после термообработки приобретите в термичку Роквелл советского образца, они сделаны очень качественно и их ресурс практически неограничен. Такой Роквелл обеспечит точность и широту измерений. Более дешевый вариант (но безотказный), определение твердости с помощью набора тарированных напильников, хотя это уже совсем другая история.

Испытания твёрдости по Бринеллю, Роквеллу и Шору

Твёрдость материала — это одна из его ключевых характеристик. Это понятие включает такие различные параметры как сопротивление к абразивному износу, модуль упругости, сопротивление пластической деформации, предел текучести, хрупкость, предел прочности.

В прикладном плане под твёрдостью материала понимают его способность сопротивляться нагрузке, вызванной проникновением в него более твёрдого тела. Общий принцип работы измерительных приборов заключается в следующем: индентор (измерительное тело) внедряется в поверхность испытуемого материала в течение строго определённого времени при заданной нагрузке. Определение твёрдости проводится после установления размеров или глубины отпечатка и сравнения этих величин с установленными табличными данными.

Испытания твёрдости материалов выполняют с помощью стационарных или портативных твёрдомеров различными методами. В зависимости от способа измерения существует несколько типов приборов.

Методика измерения по Бринеллю

Приборы этого типа проводят испытания твёрдости металлов следующим образом: в испытуемое изделие вдавливается шарик из закалённой стали на протяжении определённого времени, при этом линейное расстояние от края измеряемого изделия до центра отпечатка должно составлять не менее 2,5 диаметров самого отпечатка. Между центрами рядом расположенных оттисков должно оставаться не менее 4 диаметров.

Методика измерения по Роквеллу

Твёрдомер Роквелла проводит испытания на твёрдость путём вдавливания в испытуемое изделие либо алмазного конуса, угол вершины которого составляет 120°, либо закалённого стального шарика диаметром 1,588 мм. Усилие прилагается в два приёма. Линейное расстояние между центрами соседних оттисков должно быть не менее 4 диаметров отпечатков, но не менее 2 мм, при этом расстояние от края образца до центра оттиска должно составлять не менее 2,5 диаметров отпечатка, но не меньше чем 1 мм.

Твёрдомер Супер–Роквелл

Данная методика расширяет возможности базовой версии и выполняется аналогичным образом: стандартный алмазный конус или стальной шарик вдавливаются в испытуемое изделие последовательно в два приёма. Измерение твёрдости образца проводится путём вычисления остаточного увеличения глубины вдавливания шарика или наконечника.

Методика измерения по Шору

Эти измерительные приборы применяют для испытания твёрдости низкомодульных материалов (полимеров, каучуков и продуктов их вулканизации, пластмасс, эластомеров). Методика позволяет измерять начальную глубину вдавливания, глубину отпечатка после заданного временного интервала или оба эти параметра.

Твёрдость — это не фундаментальная, а эмпирическая характеристика. Это реакция материалов на определённый испытательный метод. Как правило, величины твёрдости произвольны (нет строго установленных стандартов твёрдости). Эта характеристика материала не имеет определённого числового значения кроме как в тех условиях, в которых проводится испытание твёрдости. Величина воспроизводима только в заданных условиях опыта с указанием типа и формы индентора.

Таблица перевода и сравнения единиц твердости. Шкала Виккерса, Роквелла, Бринелля

Источник

Читайте также:  Сколько нужно кислорода на тонну металла
Поделиться с друзьями
Металл