ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МЕТАЛІВ ЗА МЕТОДОМ РОКВЕЛА

ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МЕТАЛІВ ЗА МЕТОДОМ РОКВЕЛА

Випробування на твердість за Роквеллом — це метод оцінки твердості матеріалів, що базується на вимірюванні глибини проникнення твердого наконечника (вістря, індентора) під заданим навантаженням у досліджуваний матеріал. Твердість потрібно вимірювати не менш ніж у трьох точках. Для обчислення беруть середнє значення результатів другого і третього вимірювань

Вимірювання твердості за відносною глибиною проникнення вістря було запропоновано в 1908 р. віденським професором П. Людвігом (Paul Ludwik) в книзі «Die Kegelprobe» (дослівно «випробування конусом»). Метод визначення відносної глибини виключав помилки, пов'язані з механічною недосконалістю системи, такими як люфти і поверхневі дефекти.

Твердомір Роквелла, машина для визначення відносної глибини проникнення, був винайдений уродженцями штату Коннектикут Г'ю М. Роквеллом (1890—1957) і Стенлі П. Роквеллом (1886—1940). Потреба в цій машині була викликана необхідністю швидкого визначення ефектів термообробки на обоймах крицевих вальців (сталевих підшипників). Метод Брінелля, запропонований у 1900 р. у Швеції, був недостатньо швидким та не придатним для загартованих криць, а також залишав занадто великий відбиток, щоб розглядати його як неруйнівний спосіб.

Шкали твердості за РоквелломІснує декілька альтернативних шкал, з яких найчастіше використовують шкали B і C. Для позначення твердості, визначеної за методом Роквелла, використовують символ HR, до якого додають букву, що вказує на шкалу, за якою проводили випробування (HRA, HRB тощо).

Шкали за методом Роквелла. Назва. Шкали. СилаІндентор. Використання. AHRA60 кгс120° алмазний конус. Карбід вольфраму. BHRB100 кгс1,58 мм сталева кулька. Алюмінієві сплави, латуні, м'які конструкційні сталіCHRC150 кгс120° алмазний конус. Гартовані сталіDHRD100 кгс120° алмазний конус. Матеріали після поверхневого зміцення. EHRE100 кгс3,16 мм сталева кулька. Чавун, алюмінієві та магнієві сплави. FHRF60 кгс1,58 мм сталева кулька. Тонкі листи та відпалені мідні сплави. GHRG150 кгс1,58 мм сталева кулька. Бронзи та мідь. HHRH60 кгс1,58 мм сталева кулька. Алюміній, цинк та свинець. KHRК150 кгс1,58 мм сталева кулька. Олово, бабіти, тверді пластики

Формули для визначення твердостіЧим твердіший матеріал, тим меншою буде глибина проникнення наконечника в нього. Щоб за більшої твердості матеріалу виходило більше число твердості за Роквеллом, вводять умовну шкалу глибин, беручи за одиницю відліку глибину, рівну 0.002 мм (в окремому випадку 0,001 мм для тонких шарів). За випробування алмазним конусом гранична глибина проникнення становить 0.2 мм, або 0.2 / 0.002 = 100 поділок, під час випробування кулькою — 0.26 мм, або 0.26 / 0.002 = 130 поділок.