Главная | Обратная связь

Определение твердости по Роквеллу

В методах определения твердости по Бринеллю и Виккерсу имеется недостаток – раздельное проведение операций вдавливания и измерения отпечатка. При измерении твердости по Роквеллу этот недостаток устраняется.

Определение твердости по Роквеллу (ГОСТ 9013-59) производится путем вдавливания индентора в виде алмазного конуса с углом при вершине 120° и радиусом закругления 0,2 мм или стального шарика диаметром 1,5876 мм (1/16 дюйма) в испытуемый образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной P₀=100 Н и общей Р = Р₀ + Р₁ , где Р₁ - основная нагрузка.

Общая нагрузка выдерживается до завершения пластической деформации, которая продолжается несколько секунд. После получения отпечатка основную нагрузку Р₁ снимают, но предварительная нагрузка P₀=100 Н остается (исключает влияние вибраций и тонкого поверхностного слоя), и измеряют остаточную глубину h проникновения индентора под действием основной нагрузки (рис. 4).

Чем больше глубина вдав­ливания h, тем меньше твердость по Роквеллу. Твердость по Роквеллу выражают в условных единицах, характеризующих глубину остаточного погружения индентора. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм. Твердость по Роквеллу является безразмерной величиной.

При использовании в качестве индентора алмазного конуса твер­дость по Роквеллу определяют по двум шкалам – А и С. При измерении по шкале А: P₀=100 Н, Р₁=500 Н, Р= 600 Н; по шкале С – P₀=100 Н, Р₁=1400 Н, Р=1500 Н.

Твердость в этом случае выражается формулой

HRC (HRA) = 100 – e, (4)

где ; h₀ – глубина отпечатка при нагрузке P₀, h – глубина отпечатка при нагрузке P.

Рис. 4. Схема измерения твердости по Роквеллу.

При использовании в качестве индентора стального шарика твердость HRB определяется по шкале В при P₀=100 Н, Р₁=900 Н, Р=1000 Н и выражается формулой:

HRB = 130 – e. (5)

Числа твердости по Роквеллу записываются в виде HRC₆₅, HRB₉₀, HRA₈₀ и т.д. Пределы измерения твердости по шкалам приведены в табл. 2.

Пределы измерения твердости по Роквеллу

Таблица 2

Для определения твердости по Роквеллу тонких образцов или слоев используют прибор Супер-Роквелл. Он отличается от обычных твердомеров меньшей величиной прилагаемой нагрузки и более точным индикатором. Предварительная нагрузка составляет 30 Н, а общая – 150, 300, 450 Н. На этом приборе измеряют числа твердости HRN (индентор – алмазный конус, нагрузка – 150 Н), и HRT (индентор – стальной шарик, нагрузка – 450 Н). Одно деление индикатора соответствует глубине вдавливания 0,001 мм.

Хотя способ испытания твердости с применением предварительной нагрузки имеет ряд преимуществ, однако, точность измерения глубины отпечатка все же недостаточна, и для исследовательских работ следует предпочесть методы испытания по Виккерсу. В заводских условиях ценность метода Роквелла велика благодаря простоте, высокой производительности, отсчету чисел твердости прямо по шкале прибора.

Числа твердости, полученные разными методами статического вдавливания индентора, имеют приближенную связь между собой. Зная, например, значение твердости по Бринеллю, можно перевести его с некоторым приближением в число твердости по Виккерсу ила Роквеллу. В Приложении приведен приближенный пересчет чисел твердости, определяемых различными методами.