Таблица твердости древесины по Бринеллю
Для определения твердости древесины обычно используют метод Бринелля. Для этого стальной закалённый шарик диаметром 10 мм вдавливают с силой 100 кг в поверхность древесины, измеряют лунку и рассчитывают величину твердости. Чем тверже дерево, тем выше коэффициент.
Таблица твердости пород древесины по Бринеллю (кгс/мм).
|
твердость
|
название
|
|
1,86
|
Осина
|
|
2,49
|
Сосна
|
|
2,5
|
Клен полевой
|
|
2,5
|
Лиственница (Larche) 2.5
|
|
3,0
|
Ольха (Alnus) 3.0
|
|
3,1
|
Вишня (Cherry) 3.1
|
|
3,2
|
Платан (Platane) 3.2
|
|
3,3
|
Афрормозия (Afrormosia) 3.3
|
|
3,5
|
Берёза (Betula) 3.5
|
|
3,5
|
Берёза карельская (Betula verrucosa) 3.5
|
|
3,5
|
Ироко (Iroko) 3.5
|
|
3,5
|
Орех (Nussbaum) 3.5
|
|
3,5
|
Тик (Teak) 3.5
|
|
3,5
|
Черешня (Prunus avium) 3.5
|
|
3,7
|
Граб (Crpinus) 3.7
|
|
3,7
|
Дуб (Oak) 3.7
|
|
3,8
|
Бук (Buche) 3.8
|
|
3,8
|
Падук (Padouk) 3.8
|
|
4,0
|
Бамбук (Bamboo) 4.0
|
|
4,0
|
Мутения (Mutenye) 4.0
|
|
4,0
|
Ясень (Ash) 4.0
|
|
4,1
|
Клён (Maple) 4.1
|
|
4,1
|
Мербау (Merbau) 4.1
|
|
4,1
|
Сапеле (Sapelli) 4.1
|
|
4,1
|
Сукупира (Sucupira) 4.1
|
|
4,2
|
Груша (Pear) 4.2
|
|
4,3
|
Венге (Wenge) 4.3
|
|
4,5
|
Дуссия (Doussie) 4.5
|
|
4,5
|
Зебрано (Zebrano) 4.5
|
|
4,9
|
Кемпас (Kempas) 4.9
|
|
5,0
|
Махагон (Mahagoni) 5.0
|
|
5,0
|
Ярра (Jarrah) 5.0
|
|
5,0
|
Амарант 5.0
|
|
5,5
|
Палисандр (Palisander) 5.5
|
|
5,7
|
Лапачо 5,7
|
|
5,9
|
Ипе (Лапачо) (Ipe) 5.9
|
|
5,9
|
Кумаро 5.9
|
|
6,0
|
Олива (Oliven) 6.0
|
|
7,0
|
Ятоба (Jatoba) 7.0
|
|
7,1
|
Акация Белая (Acacia) 7.1
|
|
8,0
|
Эбен (Ebony) 8.0
|
Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (например, плашки радиального распила будут тверже тангенциального). В таблице приведены усредненные значения.
Текстура пород древесины
|
Название древесины
|
Текстура
|
|
Акация белая
|
Полосы, кольца, тонкие линии
|
|
Амарант
|
Темно-коричневые полосы, черточки
|
|
Береза обыкновенная
|
Муаровый рисунок, шелковистый блеск
|
|
Береза карельская
|
Рисунок в виде коричневых извилин или черточек, яркая
|
|
Бук
|
Блестящие крапинки, темные тонкие штрихи
|
|
Вишня
|
Порода ядровая, полосатая
|
|
Граб
|
Текстура слабо выражена
|
|
Груша
|
Текстура слабо выражена, однородная
|
|
Дуб
|
Крупная текстура с годичными слоями, крупными сосудами, сердцевинными лучами в виде язычков пламени, темных штрихов
|
|
Карагач
|
Муаровая текстура с шелковистым блеском
|
|
Клен русский
|
Нежная розовая текстура, шелковистый блеск
|
|
Клен: явор и "птичий глаз"
|
Шелковистый блеск
|
|
Лимонное дерево
|
Ленточная текстура
|
|
Махагони
|
Ленточная структура
|
|
Ольха
|
Текстура выражена
|
|
Орех грецкий
|
Красивая текстура с темными прожилками
|
|
Осина
|
Текстура слабо выражена
|
|
Палисандр
|
Текстура крупная, выразительная с темными короткими черточками
|
|
Рябина
|
С мелкими порами, слабо выражена
|
|
Самшит
|
Текстура с едва заметными прожилками, слабо выражена
|
|
Тик
|
Текстура крупная, выразительная. Напоминает текстуру ореха
|
|
Яблоня
|
Текстура слабо выражена, однородная
|
|
Ясень
|
Текстура резко выражена в виде полос
|
Плотность древесины
Плотность древесины зависит от влажности и для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности - 12%. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.
Величина плотности колеблется в очень широких пределах. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:
- породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;
- породы средней плотности (550...740 кг/м3 ): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;
- породы с высокой плотностью (750 кг/м3 и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.
Плотность древесины (г/см3)
|
название
|
плотность
|
|
Бальса
|
0.15
|
|
Пихта сибирская
|
0.39
|
|
Секвойя вечнозеленая
|
0.41
|
|
Ель
|
0.45
|
|
Ива
|
0.46
|
|
Ольха
|
0.49
|
|
Осина
|
0.51
|
|
Сосна
|
0.52
|
|
Липа
|
0.53
|
|
Красное дерево
|
0.54
|
|
Конский каштан
|
0.56
|
|
Каштан съедобный
|
0.59
|
|
Кипарис
|
0.60
|
|
Черемуха
|
0.61
|
|
Сапелли
|
0.62
|
|
Лещина
|
0.63
|
|
Орех грецкий
|
0.64
|
|
Береза
|
0.65
|
|
Вишня
|
0.66
|
|
Вяз гладкий
|
0.66
|
|
Лиственница
|
0.66
|
|
Клен полевой
|
0.67
|
|
Тиковое дерево
|
0.67
|
|
Бук
|
0.68
|
|
Груша
|
0.69
|
|
Дуб
|
0.69
|
|
Афрормозия
|
0.70
|
|
Свитения (махагони)
|
0.70
|
|
Платан
|
0.70
|
|
Жостер (крушина)
|
0.71
|
|
Граб
|
0.75
|
|
Падук
|
0.75
|
|
Тисс
|
0.75
|
|
Ясень
|
0.75
|
|
Дуссия
|
0.80
|
|
Кемпас
|
0.80
|
|
Слива
|
0.80
|
|
Сирень
|
0.80
|
|
Боярышник
|
0.80
|
|
Акация белая
|
0.83
|
|
Пекан (кария)
|
0.83
|
|
Ярра
|
0.83
|
|
Мербау
|
0.84
|
|
Ятоба (мареил)
|
0,84
|
|
Кулахи
|
0.85
|
|
Мутения
|
0.85
|
|
Палисандр
|
0.85
|
|
Венге
|
0.90
|
|
Лапачо
|
0.90
|
|
Олива
|
0.90
|
|
Сандаловое дерево
|
0.90
|
|
Панга-панга
|
0.95
|
|
Самшит
|
0.96
|
|
Лим
|
0.97
|
|
Палисандр
|
1.00
|
|
Сукупира
|
1.00
|
|
Кумару
|
1.10
|
|
Хурма эбеновая
|
1.08
|
|
Черное дерево
|
1.16
|
|
Квебрахо
|
1.21
|
|
Гваякум или бакаут
|
1.28
|
Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород. Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Способность древесины изгибаться позволяет гнуть ее. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.
Раскалывание древесины имеет практическое значение, так как некоторые сортименты ее заготовляют раскалыванием ( клепка, обод, спицы, дрань). Сопротивление раскалыванию по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше чем по тангентальной. Это объясняется влиянием сердцевинных лучей (у дуба, бука, граба). У хвойных, наоборот, раскалывание, по тангентальной плоскости меньше, чем по радиальной.
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.
|
порода
древесины
|
плотность
кг/м3
|
Модуль
упругости
при стати-
ческом
изгибе,
тыс.кг/см2
|
Предел прочности, кг/см2, при
|
торцевая
твердость,
кг/см2
|
|
статическом
изгибе
|
сжатии
вдоль
волокон
|
Скалывании вдоль волокон
|
|
радиальном
|
тангенциаль-ном
|
|
ДУБ
|
690
|
107
|
1075
|
575
|
76
|
90
|
675
|
|
БУК
|
670
|
128
|
1085
|
555
|
70
|
89
|
610
|
|
ЯСЕНЬ
|
680
|
124
|
1230
|
590
|
94
|
87
|
800
|
|
БЕРЕЗА
|
630
|
146
|
1095
|
550
|
50
|
59
|
465
|
|
ТИК
|
670
|
127,7
|
1031
|
550
|
77
|
87
|
414
|
|
МЕРБАУ
|
840
|
167
|
1327
|
697
|
75
|
82
|
880
|
|
КЕМПАС
|
950
|
213
|
1361
|
737
|
55,4
|
63,2
|
785
|
|
УЛИН
|
1040
|
184
|
1431
|
734
|
54,1
|
86,8
|
1093
|
|
Примечание: в таблице приведены средние данные при 12% влажности. Плотность древесины породы может меняться в зависимости от условий произрастания и иных причин.
|
* мербау (Intsia palembancia); тик (Tectona grandis), кемпас (Koompassia malaccensis), дару (Cantleya Ridley), балау (Shorea collina Ridley), мерсава (Anisoptera Korth.), улин (Eusidoroxylon zwageri), бангкирай (Shorea meadiana), кумьер ("целебесская вишня")
Таблица твердости древесины по Бринеллю
Для определения твердости древесины обычно используют метод Бринелля. Для этого стальной закалённый шарик диаметром 10 мм вдавливают с силой 100 кг в поверхность древесины, измеряют лунку и рассчитывают величину твердости. Чем тверже дерево, тем выше коэффициент.
Таблица твердости пород древесины по Бринеллю (кгс/мм).
|
твердость
|
название
|
|
1,86
|
Осина
|
|
2,49
|
Сосна
|
|
2,5
|
Клен полевой
|
|
2,5
|
Лиственница (Larche) 2.5
|
|
3,0
|
Ольха (Alnus) 3.0
|
|
3,1
|
Вишня (Cherry) 3.1
|
|
3,2
|
Платан (Platane) 3.2
|
|
3,3
|
Афрормозия (Afrormosia) 3.3
|
|
3,5
|
Берёза (Betula) 3.5
|
|
3,5
|
Берёза карельская (Betula verrucosa) 3.5
|
|
3,5
|
Ироко (Iroko) 3.5
|
|
3,5
|
Орех (Nussbaum) 3.5
|
|
3,5
|
Тик (Teak) 3.5
|
|
3,5
|
Черешня (Prunus avium) 3.5
|
|
3,7
|
Граб (Crpinus) 3.7
|
|
3,7
|
Дуб (Oak) 3.7
|
|
3,8
|
Бук (Buche) 3.8
|
|
3,8
|
Падук (Padouk) 3.8
|
|
4,0
|
Бамбук (Bamboo) 4.0
|
|
4,0
|
Мутения (Mutenye) 4.0
|
|
4,0
|
Ясень (Ash) 4.0
|
|
4,1
|
Клён (Maple) 4.1
|
|
4,1
|
Мербау (Merbau) 4.1
|
|
4,1
|
Сапеле (Sapelli) 4.1
|
|
4,1
|
Сукупира (Sucupira) 4.1
|
|
4,2
|
Груша (Pear) 4.2
|
|
4,3
|
Венге (Wenge) 4.3
|
|
4,5
|
Дуссия (Doussie) 4.5
|
|
4,5
|
Зебрано (Zebrano) 4.5
|
|
4,9
|
Кемпас (Kempas) 4.9
|
|
5,0
|
Махагон (Mahagoni) 5.0
|
|
5,0
|
Ярра (Jarrah) 5.0
|
|
5,0
|
Амарант 5.0
|
|
5,5
|
Палисандр (Palisander) 5.5
|
|
5,7
|
Лапачо 5,7
|
|
5,9
|
Ипе (Лапачо) (Ipe) 5.9
|
|
5,9
|
Кумаро 5.9
|
|
6,0
|
Олива (Oliven) 6.0
|
|
7,0
|
Ятоба (Jatoba) 7.0
|
|
7,1
|
Акация Белая (Acacia) 7.1
|
|
8,0
|
Эбен (Ebony) 8.0
|
Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (например, плашки радиального распила будут тверже тангенциального). В таблице приведены усредненные значения.
Текстура пород древесины
|
Название древесины
|
Текстура
|
|
Акация белая
|
Полосы, кольца, тонкие линии
|
|
Амарант
|
Темно-коричневые полосы, черточки
|
|
Береза обыкновенная
|
Муаровый рисунок, шелковистый блеск
|
|
Береза карельская
|
Рисунок в виде коричневых извилин или черточек, яркая
|
|
Бук
|
Блестящие крапинки, темные тонкие штрихи
|
|
Вишня
|
Порода ядровая, полосатая
|
|
Граб
|
Текстура слабо выражена
|
|
Груша
|
Текстура слабо выражена, однородная
|
|
Дуб
|
Крупная текстура с годичными слоями, крупными сосудами, сердцевинными лучами в виде язычков пламени, темных штрихов
|
|
Карагач
|
Муаровая текстура с шелковистым блеском
|
|
Клен русский
|
Нежная розовая текстура, шелковистый блеск
|
|
Клен: явор и "птичий глаз"
|
Шелковистый блеск
|
|
Лимонное дерево
|
Ленточная текстура
|
|
Махагони
|
Ленточная структура
|
|
Ольха
|
Текстура выражена
|
|
Орех грецкий
|
Красивая текстура с темными прожилками
|
|
Осина
|
Текстура слабо выражена
|
|
Палисандр
|
Текстура крупная, выразительная с темными короткими черточками
|
|
Рябина
|
С мелкими порами, слабо выражена
|
|
Самшит
|
Текстура с едва заметными прожилками, слабо выражена
|
|
Тик
|
Текстура крупная, выразительная. Напоминает текстуру ореха
|
|
Яблоня
|
Текстура слабо выражена, однородная
|
|
Ясень
|
Текстура резко выражена в виде полос
|
Плотность древесины
Плотность древесины зависит от влажности и для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности - 12%. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.
Величина плотности колеблется в очень широких пределах. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:
- породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;
- породы средней плотности (550...740 кг/м3 ): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;
- породы с высокой плотностью (750 кг/м3 и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.
Плотность древесины (г/см3)
|
название
|
плотность
|
|
Бальса
|
0.15
|
|
Пихта сибирская
|
0.39
|
|
Секвойя вечнозеленая
|
0.41
|
|
Ель
|
0.45
|
|
Ива
|
0.46
|
|
Ольха
|
0.49
|
|
Осина
|
0.51
|
|
Сосна
|
0.52
|
|
Липа
|
0.53
|
|
Красное дерево
|
0.54
|
|
Конский каштан
|
0.56
|
|
Каштан съедобный
|
0.59
|
|
Кипарис
|
0.60
|
|
Черемуха
|
0.61
|
|
Сапелли
|
0.62
|
|
Лещина
|
0.63
|
|
Орех грецкий
|
0.64
|
|
Береза
|
0.65
|
|
Вишня
|
0.66
|
|
Вяз гладкий
|
0.66
|
|
Лиственница
|
0.66
|
|
Клен полевой
|
0.67
|
|
Тиковое дерево
|
0.67
|
|
Бук
|
0.68
|
|
Груша
|
0.69
|
|
Дуб
|
0.69
|
|
Афрормозия
|
0.70
|
|
Свитения (махагони)
|
0.70
|
|
Платан
|
0.70
|
|
Жостер (крушина)
|
0.71
|
|
Граб
|
0.75
|
|
Падук
|
0.75
|
|
Тисс
|
0.75
|
|
Ясень
|
0.75
|
|
Дуссия
|
0.80
|
|
Кемпас
|
0.80
|
|
Слива
|
0.80
|
|
Сирень
|
0.80
|
|
Боярышник
|
0.80
|
|
Акация белая
|
0.83
|
|
Пекан (кария)
|
0.83
|
|
Ярра
|
0.83
|
|
Мербау
|
0.84
|
|
Ятоба (мареил)
|
0,84
|
|
Кулахи
|
0.85
|
|
Мутения
|
0.85
|
|
Палисандр
|
0.85
|
|
Венге
|
0.90
|
|
Лапачо
|
0.90
|
|
Олива
|
0.90
|
|
Сандаловое дерево
|
0.90
|
|
Панга-панга
|
0.95
|
|
Самшит
|
0.96
|
|
Лим
|
0.97
|
|
Палисандр
|
1.00
|
|
Сукупира
|
1.00
|
|
Кумару
|
1.10
|
|
Хурма эбеновая
|
1.08
|
|
Черное дерево
|
1.16
|
|
Квебрахо
|
1.21
|
|
Гваякум или бакаут
|
1.28
|
Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород. Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Способность древесины изгибаться позволяет гнуть ее. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.
Раскалывание древесины имеет практическое значение, так как некоторые сортименты ее заготовляют раскалыванием ( клепка, обод, спицы, дрань). Сопротивление раскалыванию по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше чем по тангентальной. Это объясняется влиянием сердцевинных лучей (у дуба, бука, граба). У хвойных, наоборот, раскалывание, по тангентальной плоскости меньше, чем по радиальной.
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.
|
порода
древесины
|
плотность
кг/м3
|
Модуль
упругости
при стати-
ческом
изгибе,
тыс.кг/см2
|
Предел прочности, кг/см2, при
|
торцевая
твердость,
кг/см2
|
|
статическом
изгибе
|
сжатии
вдоль
волокон
|
Скалывании вдоль волокон
|
|
радиальном
|
тангенциаль-ном
|
|
ДУБ
|
690
|
107
|
1075
|
575
|
76
|
90
|
675
|
|
БУК
|
670
|
128
|
1085
|
555
|
70
|
89
|
610
|
|
ЯСЕНЬ
|
680
|
124
|
1230
|
590
|
94
|
87
|
800
|
|
БЕРЕЗА
|
630
|
146
|
1095
|
550
|
50
|
59
|
465
|
|
ТИК
|
670
|
127,7
|
1031
|
550
|
77
|
87
|
414
|
|
МЕРБАУ
|
840
|
167
|
1327
|
697
|
75
|
82
|
880
|
|
КЕМПАС
|
950
|
213
|
1361
|
737
|
55,4
|
63,2
|
785
|
|
УЛИН
|
1040
|
184
|
1431
|
734
|
54,1
|
86,8
|
1093
|
|
Примечание: в таблице приведены средние данные при 12% влажности. Плотность древесины породы может меняться в зависимости от условий произрастания и иных причин.
|
* мербау (Intsia palembancia); тик (Tectona grandis), кемпас (Koompassia malaccensis), дару (Cantleya Ridley), балау (Shorea collina Ridley), мерсава (Anisoptera Korth.), улин (Eusidoroxylon zwageri), бангкирай (Shorea meadiana), кумьер ("целебесская вишня")
|
