Твёрдость Янка
Твёрдость ЯнкаТвёрдость Янка – это мера твёрдости древесины, определяемая посредством вдавливания стального шарика с диаметром 11,28 мм (0,444 дюйма) в древесину на половину диаметра шарика. При этом испытании измеряется усилие при вдавливании. В разных странах результаты экспериментов выражаются в различных единицах. Например, в нашей стране – в ньютонах (Н, N) или килоньютонах (кН, kN), тогда как в США измерения производятся в фунт-силах (lbf), а в Швеции это делается в килограмм-силах (кгс, kgf).
Тест твёрдости изобрёл австриец Габриэль Янка, который исследовал проблемы упругости и твёрдости разных пород древесины. При испытании древесины в виде пиломатериалов тест Янки всегда проводится на древесине из ствола дерева, известной как сердцевина дерева. Стандартный образец (согласно ASTM D143) имеет влажность 12% и без сучков.
В ходе теста измеряется сила, необходимая для вдавливания стального шарика диаметром 11,28 мм (0,444 дюйма) в древесину на глубину в половину диаметра шарика (диаметр был выбран для получения круга площадью 100 мм²).
Твёрдость древесины обычно изменяется в зависимости от направления волокон. В основном, испытания производится на поверхности (пласти) доски, и такие испытания называется испытанием на боковую твёрдость
. Как правило, результаты таких испытаний и являются основными. Боковая твёрдость может быть далее разделена ещё на радиальную твёрдость
и тангенциальную твёрдость
, и так как различия незначительны они часто игнорируются. Иногда также производятся испытания на торце, то есть испытания на отрезной поверхности комля, что является испытанием твёрдости торца. Например, боковая твёрдость тикового дерева находится в пределах от 3,73 до 4,80 кН, тогда как твёрдость на торце составляет от 4,15 до 4,50 кН.
Практическое значение твёрдости Янка необходимо в основном для двух моментов:
- Чтобы оценить, хотя бы косвенно, сложность обработки древесины, которая не всегда прямо пропорциональна показателю по шкале Янка. Например, маслянистую древесину с высоким показателем твёрдости обрабатывать значительно легче, чем менее твёрдую сухую древесину.
- Чтобы оценить, устойчивость древесины к вмятинам и износу, то есть подходит ли тот или иной вид древесины для использования в качестве напольного покрытия, например.
Для справки, Дуб обыкновенный (Quercus robur) имеет твёрдость Янки 4,98 кН, в то время как сверхтвёрдый Бакаут (Guaiacum officinale) имеет поразительную твёрдость в 19,51 кН. Кто мог бы представить себе древесину, которая почти в четыре раза твёрже дуба? На нижнем конце спектра Тополь (Populus spp.) – 1,82 кН и Осина (Populus tremula) – 1,65 кН, а также Липа (Tilia spp.).