§ 285. Твердость

Кроме прочности, в технике еще различают материалы по их твердости. Из двух материалов тот считается более твердым, который царапает другой. Проведем краем осколка стекла по медной пластинке. Мы получим царапину. Наоборот, проводя краем медной пластинки по стеклу, не заметим никакой царапины. Следовательно, стекло тверже меди. Резцы и сверла для резания металлов должны обладать большей твердостью, чем обрабатываемый металл. Для меди, латуни, железа можно употреблять стальные закаленные резцы. В современной технике для резцов и сверл широко употребляют так называемые сверхтвердые сплавы.

Сверхтвердые сплавы состоят из мельчайших зерен карбидов вольфрама или титана, сцементированных кобальтом.

Они изготавливаются прессованием порошков карбидов при высокой температуре, при которой, однако, еще не происходит плавления, вследствие чего зерна карбидов сохраняют свою исключительную твердость. Резцы, сделанные из таких сплавов (рис. 475), сохраняют свою режущую способность при температурах до . Так как именно потеря режущих свойств при высоких температурах ограничивала скорость резания металлов (при работе на больших скоростях резцы сильно разогреваются), то ясно, что применение сверхтвердых сплавов позволило повысить эту скорость. Создан также другой тип сверхтвердых резцов — минералокерамические резцы, основной составной частью которых является окись алюминия, получаемая из минерала боксита. Минералокерамические резцы сохраняют режущую способность до температур  и выше. Эта особенность позволила увеличить скорость резания металлов до неслыханного ранее значения — свыше 50 м/с. Из природных материалов наибольшей твердостью отличается алмаз. В настоящее время технические сплавы по своей твердости приближаются к алмазу.

Рис. 475. Обработка металлического вала резцом, армированным пластинкой из сверхтвердого сплава (показана черным)

285.1. Испытайте на твердость имеющиеся под рукой материалы (сталь, свинец, стекло, дерево, ноготь и т. д.) и расположите их в ряд по убывающей твердости.