4. За яким принципом визначається твердість за методом Роквелла?

Вимірювання твердості по відносній глибині проникнення індентора був запропонований в 1908р. віденським професором П. Людвігом (Paul Ludwik) в книзі «Die Kegelprobe» (дослівно «випробування конусом»)^[1]. 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 Х'ю М. Роквеллом (1890-1957) і Стенлі П. Роквеллом (1886-1940). Потреба в цій машині була викликана необхідністю швидкого визначення ефектів термообробки на обоймах сталевих підшипників. Метод Брінелля, винайдений в 1900 р. у Швеції, був недостатньо швидким та не придатним для загартованих сталей, а також, залишав занадто великий відбиток, щоб розглядатися як неруйнівний метод.

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

Формули для визначення твердості

Чим твердіший матеріал, тим меншою буде глибина проникнення наконечника в нього. Щоб при більшій твердості матеріалу виходило більше число твердості по Роквеллу, вводять умовну шкалу глибин, приймаючи за одиницю відліку глибину, рівну 0.002 мм (в окремому випадку, 0,001 мм для тонких шарів). При випробуванні алмазним конусом гранична глибина втілення становить 0.2 мм, або 0.2 / 0.002 = 100 поділок, при випробуванні кулькою - 0.26 мм, або 0.26 / 0.002 = 130 поділок. Таким чином формули для обчислення значення твердості виглядатимуть таким чином:

а) при вимірі за шкалою А (HRA), С (HRC) і D (HRD) :

Різниця   представляє різниця глибин занурення індентора (у міліметрах) після зняття основного навантаження і до його прикладання (при попередньому вантаженні).

б) при вимірі за шкалою B (HRB), H (HRH)- K (HRK) :

в) при вимірі за шкалами N, T і W (напр. HR30W, HR45N і т.д.)

5. Які переваги має метод Роквелла?

Перевага методу Роквелла в порівнянні з методами Бринелля і  Віккерса полягає в тому, що значення твердості по методу Роквеллафіксується безпосередньо стрілки індикатора, при цьому відпадаєнеобхідність в оптичному вимірі розмірів відбитку.

6. З яких матеріалів виготовляють індентори та на що впливає вибір матеріалу індентора?

……………………………………………………..

7. Що розуміють під терміном "шкала" у методі Роквелла?

Існує декілька альтернативних шкал, з яких найчастіше використовуються шкали B і C. Для позначення твердості, визначеної за методом Роквелла, використовується символ HR, до якого додається буква, що вказує на шкалу по якій проводилися випробування (HRA, HRB і т.д.).

Принцип оцінки твердості за методом Роквелла (вимірювання за шкалою B)

Шкали за методом Роквелла[2]
Назва	Шкали	Сила	Індентор	Використання
A	HRA	60 кгс	120° алмазний конус	Інструментальні сталі
B	HRB	100 кгс	1,58 мм стальна кулька	Алюмінієві сплави, бронза, м'які сталі
C	HRC	150 кгс	120° алмазний конус	Загартовані сталі
D	HRD	100 кгс	120° алмазний конус	Загартовані сталі
E	HRE	100 кгс	3,16 мм стальна кулька	Антифрикційні металеві сплави
F	HRF	60 кгс	1,58 мм стальна кулька	Сплави кольорових металів
G	HRG	150 кгс	1,58 мм стальна кулька	Фосфористі бронзи
H	HRN	60 кгс	1,58 мм стальна кулька	М'які метали низької однорідності, ливарні сплави
K	HRT	150 кгс	1,58 мм стальна кулька	М'які метали низької однорідності, ливарні сплави

Для визначення твердості у тонких шарах (плівках) використовуються шкали N (алмазний конус), T (стальна кулька 1,58 мм) і W (стальна кулька 3,16 мм) при навантаженнях 15, 30 і 45 кгс кожна.