Протокол испытаний

№ испытания	Диаметр шарика D, мм	Нагрузка F, кгс (Н)	Продолжи-тельность выдержки под нагрузкой t, с	Диаметр отпечатка		Число твердости по Бринеллю HB, кгс/мм2	Предел прочности в, МПа	Ожидаемая марка стали
				d, мм	среднее из 2-х измерений
1
2
3
Сред.

Измерение твердости по Роквеллу

Испытания на твердость по Роквеллу стандартизированы и регламентируются ГОСТ 901359 (ИСО 650877, ИСО 650886) «Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу» (с изменениями 1, 2, 3).

Сущность метода заключается во вдавливании индентора с алмазным конусом с углом при вершине 120⁰ (шкалы А и С) или со стальным шариком диаметром D =1,5675 мм (шкала В) в испытуемый образец (изделие) под действием последовательно прилагаемых предварительной F₀ и основной F₁ нагрузок и в измерении остаточной глубины проникновения t_b этого индентора после снятия основной нагрузки.

Предварительная нагрузка обеспечивает проникновение индентора на глубину микронеровностей и дается для плотного, надежного прижима внедряемого тела к образцу (детали), чтобы при дальнейшем рабочем нагружении устранить возможные толчки и обеспечить плавное увеличение нагрузки.

Форма вдавливаемого тела (индентора) выбирается в зависимости от предполагаемой твердости испытуемого материала: шарик – для менее твердых; алмазный конус – для твердых и очень твердых поверхностей. В зависимости от предполагаемой твердости выбирается шкала индикатора.

Определения и обозначения

Твердость по Роквеллу – твердость, определяемая разностью между условной максимальной глубиной проникновения индентора t_max и остаточной глубиной его внедрения t_b , под действием основной F₁ и предварительной F₀ нагрузок, после снятия основной нагрузки F₁, но при сохранении предварительной нагрузки F₀ (рис. 3.3).

HR = t_max – t _b . (3.4)

Рис.3. Вдавливание алмазного конуса:

А – глубина внедрения наконечника под действием предварительной

нагрузки, мм;

Е₁- глубина внедрения наконечника под действием основной нагрузки,

мм;

l - остаточное увеличение глубины внедрения наконечника измеренное

.

Рис.3.3. Определение твердости по Роквеллу:

t₀ – глубина внедрения индентора под действием предварительной нагрузки, мм; t₁– глубина внедрения индентора под действием основной нагрузки, мм; t_b– остаточное увеличение глубины внедрения индентора, измеренное после снятия основной нагрузки при сохранении предварительной; t_max–условная максимальная глубина проникновения индентора.

Твердость по Роквеллу определяют в условных единицах. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм. Она обозначается цифрами, характеризующими величину твердости, и буквами HR с указанием шкалы твердости. Например, 60HRC (твердость 60, шкала С ). Причем: t_max = 0,2 мм = 100 у.е. По шкале В t_max изменяется от 30 до 130 у.е., а по шкалам А и С от 0 до 100 у.е.

Число твердости отсчитывают по шкале индикатора часового типа, стрелка которого автоматически показывает разность глубин в единицах твердости. Шкала индикатора и нагрузка выбираются в зависимости от твердости испытуемого материала согласно табл. 3.3.

Таблица 3.3

Обозначения		примерная твердость по Бринеллю НВ	Нагрузка, Н			форма индентора
шкалы	числа твердости		предварительная F0	основная F1	общая F0 + F1
В	HRB	60–230	100	900	1000	Стальной шарик
С	HRC	230–750	100	1400	1500	Алмазный конус
А	HRA	Свыше 750	100	500	600	Алмазный конус

Порядок проведения испытания

Оборудование, приборы, материалы и принадлежности: прибор Роквелла ТК-2, образцы, таблицы твердости.

1. По таблице 3.3 выбрать условия проведения испытания в зависимости от предполагаемой твердости материала испытуемых образцов и установить на грузовой рычаг прибора грузы, обеспечивающие соответствующую общую нагрузку.

2. На столик прибора установить испытуемый образец и вращением маховика поднять к индентору до тех пор, пока малая стрелка индикатора не встанет против красной точки, а большая – в районе нуля по шкале С (допустимо отклонение ее до 5 делений). Этим достигается предварительное нагружение силой F₀.

Если индентором является стальной шарик, то ободок индикатора вместе с циферблатом поворачивают до тех пор, пока 30-е деление красной шкалы В не совпадет с большой стрелкой; если же индентором является алмазный конус, то ободок индикатора поворачивают до тех пор, пока ноль черной шкалы (С, А) не совпадает с большой стрелкой.

3. Нажатием на клавишу включается в работу привод механизма нагружения. После окончания цикла нагружения производится считывание числа твердости по шкале индикатора, после чего вращением маховика против часовой стрелки столик с испытуемым образцом опускается.

Первые три измерения после смены индентора являются пробными и не записываются в протокол испытания. Рекомендуется на образце производить не менее 3-х испытаний. За число твердости принимается среднее из 3-х измерений. Расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра другого отпечатка должно быть не менее 3 мм.

4. По специальной переводной таблице (см. Приложение 2) от твердости по Роквеллу переходят к показателям твердости по Бринеллю, и с помощью переводного коэффициента по формулам (3.2) или (3.3) определяется предел прочности _в.. Сопоставив полученное значение _в с аналогичной характеристикой, приведенной в Приложении 1, находится ожидаемая марка стали. Результаты испытания заносятся в протокол (табл. 3.4, 3.5).