Твердость древесины имеет значение при обработке ее режущими инструментами (пиление, строгание, лущение), а также в тех случаях, когда древесина подвергается с поверхности истиранию (полы, деревянные мостовые) или толчкам и ударам. Для древесины различают твердость торцевую, радиальную и тангентальную, в зависимости от поверхности, на которой она определяется. Для определения твердости древесины предложено несколько методов, из которых наиболее употребителен метод, рекомендованный ОСТ НКЛ 250 для определения торцевой твердости древесины; при определении боковой твердости указанный метод дает менее точные результаты. Метод этот является стандартным также в ряде других стран.

Определение торцевой твердости по этому методу производится путем вдавливания в торцевую поверхность образца древесины стального пуансона с полусферическим концом, диаметр которого равен 11, 28 мм (рис. 95). Пуансон вдавливается на глубину радиуса (5, 64 мм) с равномерной скоростью в течение 2 мин. (площадь проекции отпечатка равна 1 см²), по шкале машины отсчитывается с точностью 5 кг груз в конце погружения пуансона: этот груз и является характеристикой твердости.

Поправочный коэфициент на влажность равен 0, 03 для древесины всех пород. Соблюдение точных размеров образца в данном случае не требуется; образец должен быть таких размеров, чтобы он не дал трещины при вдавливании пуансона. ОСТ НКЛ 250 рекомендует образцы в форме призмы со стороной сечения 50 мм и высотой (по волокну) 70 мм.

Рис. 95. Прибор для определения твердости древесины: 1 - пуансон с полусферическим концом: 2 - обойма; 3 - ножки; 4 - указатель

Торцевая твердость, определенная по этому методу, превышает боковую у хвойных пород в среднем на 50%, а у лиственных - на 15%. Из двух видов боковой твердости тангентальная твердость Древесины пород с хорошо развитыми сердцевинными лучами (дуб, бук, ильм) несколько выше, чем радиальная, однако различие это невелико (5-10%); у большинства же пород оба вида боковой твердости практически надо считать одинаковыми. Цифры, характеризующее торцевую и боковую твердость древесины наших лесных пород, даны в сводной таблице физико-механических свойств древесины (все цифры получены по описанному методу).

На основании имеющихся данных (см. табл. 55) наши породы по твердости древесины можно разделить на следующие три группы:

• I - породы мягкие (торцевая твердость менее 400 кг/см2): из хвойных - сосна, ель (все виды), кедр (все виды) и пихта (все виды); из лиственных - тополь (все виды), липа (все виды), ива, осина, ольха, каштан съедобный, платан, бархатное дерево, орех манчжурский.
• II - породы твердые (торцевая твердость от 401 до 800 кг/см²): (из хвойных - лиственница (все виды), тисс; из лиственных - береза бородавчатая, пушистая, желтая и черная, рябина, бук, вяз, ильм, карагач, дуб (все виды), клен (все виды), орех грецкий, ясень (все виды).
• III - породы очень твердые (торцевая твердость более 800 кг/см²): акация белая, береза железная, самшит, фисташка. граб, груша, хурма, хмелеграб.

Описанный выше метод определения твердости дает характеристику статической твердости. Наряду с этим может быть определена твердость и при ударном взаимодействии тел. Соответствующий метод, предложенный А. Певцовым, - включен в ОСТ НКЛ 250 и заключается в следующем: на испытуемую поверхность древесины падает с высоты 0, 5 м стальной шарик диаметром 25 мм; ударяясь о древесину, шарик оставляет на поверхности отпечаток, величина которого будет тем больше, чем меньше твёрдость древесины. Разделив работу, затраченную на удар (произведение из веса шарика на высоту его падения), в г*мм на площадь отпечатка в мм², получим цифровую характеристику ударной твердости в гмм/мм².

Благодаря простоте определения ударная твердость могла бы быть использована для предварительной оценки качества древесины в полевых условиях, что и послужило основанием для включения ее в стандарт. Однако необходимость последующего определения влажности древесины, как и при других механических испытаниях, сильно ограничила применение данного метода. Поправочные коэфициенты на влажность по ОСТ НКЛ 250 в зависимости от породы - от 0, 01 до 0, 025. Ударную твердость рекомендовано определять на поверхности радиального разреза древесины, так как в этом случае получаются лучшие результаты.