5. Измерение твердости по методу Роквелла. Гост 9377-60.

Испытание на твердость по Роквеллу производится вдавливанием в испытуемый образец алмазного конуса с углом при вершине 120° или стального закаленного шарика диаметром 1,583 мм (1/16") под действием двух нагрузок: предварительной Р₀ =10 кгс и общей Р, равной сумме предварительной и основной Pi, т.е. Р = Р₀ +Pi

За единицу твердости принимается величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм.

Число твердости по Роквеллу HR является условной величиной и определяется разностью глубин, на которые переместится индентор под действием последовательно приложенных предварительной Ро общей Р -нагрузок.

Рис. 4.4. Схема испытания твердости алмазным конусом.

Твердость вычисляется, как безмерная величина по формуле:

где h и h₀ величины перемещения индентора под действием соответственно

предварительной (Po=h₀) и общей нагрузок (P=h),

k - состоящая величина равная при испытании конусом 0,2 (обозначается радиус закругления конуса у вершины) шариком - 0,26. Численная величина твердости отсчитывается по шкале индикатора часового типа, имеющей 100 делений, каждое из которых соответствует углублению наконечника на 0,002 мм (2 мкм).

Циферблат индикатора прибора имеет две шкалы: черную (А,С) для проведения испытаний с алмазным конусом и красную (В) для испытаний с шариком. Шкалу А применяют для испытания твердых сплавов тонкого твердого листового материала или тонкого верхнего слоя высокой твердости. Шкалу С применяют для определения твердости термически обработанной стали (закалка, отпуск). Шкала В служит для испытания металлов и сплавов средней твердости (отожжённая и нормализованная сталь, чугун, медные сплавы и др.). В зависимости от типа индентора (шарика или конуса), а также от нагрузки, при которой проводят испытания, число твердости обозначают HRA, HRC, HRB.

Характеристика чисел твердости по Роквеллу

Таблица № 1

Обозначение твердости по Роквеллу	Тип наконечника (индентора)	Нагрузка в кгс		Пределы изменения твердости в единицах по Роквеллу	Перерасчет на НВ
HRB	Стальной шарик диаметром 1,58мм (1/16")	10	100	25- 100	50-229
HRC	Конус алмазный 120°	10	150	20-67 (20-55)	229-68
HRA	Конус алмазный 120°	10	60	70-85	375-780

5.1. Устройство и принцип действия прибора для определения твердости по Роквеллу

Рис. 4.5. Схема прибора для испытаний твердости по Роквеллу типа ТК-2.

На сменный предметный столик 1 устанавливается образец (изделие) и вращением подъёмного винта 2 подводится к наконечнику 3 с шариком или конусом, причём, подъём столика производится до тех пор, пока малая стрелка индикатора 4 не остановится на красной точке. Наконечник вдавливается в образец при помощи цилиндрической пружины с нагрузкой равной 10 кгс. Рычажная система 5 с соотношением плечей рычага 1:20 (действительный вес грузов в 20 раз меньше их условного веса) и кулачковый механизм 6 приводится в движение нажатием педали, расположенной у основания подъёмного винта 2. Плавное опускание рычага обеспечивается при помощи масляного амортизатора 7. Подвеска с грузами 8 при одном грузе обеспечивает образец дополнительной нагрузкой в 50 кгс, два груза сообщают нагрузку в 90 кгс, три груза 140 кгс, что соответствует общей нагрузке в 60, 100, 150 кгс. Продолжительность выдержки под нагрузкой 4 сек, после чего фиксируется численная величина твёрдости, а столик прибора опускается в исходное положение.