Твердости по Роквеллу в зависимости от свойств испытуемого материала

Шкала, ее цвет	Индентор	Нагрузка, Н	Пределы измерений	Испытуемый материал
HRA, черная	Алмазный конус	600	HRA 70…85	Сверхтвердые металлокерамические сплавы, твердые слои после химико-термической обработки, образцы толщиной до 0.3…0.5 мм
HRB, красная	Стальной закаленный шарик	1000	HRB 25…100	Мягкие отожженные стали и сплавы цветных металлов, детали толщиною 0.8…2 мм
HRC, черная	Алмазный конус	1500	HRC 20…67	Закаленная или низкоотпущенная сталь, материалы средней твердости, детали после ХТО толщиной более 0.5 мм

Этот метод менее точен в сравнении с методом Бринелля. Однако, наряду с более широким диапазоном твердости испытуемых материалов, он позволяет избегать вычислений, получать малые отпечатки на рабочих поверхностях, измерять твердость поверхно­стных слоев деталей после химико-термической обработки, а также твердость мелких деталей. Единицы твердости по методу Роквелла размерности не имеют.

В условиях эксплуатации судна обычно производят определение твердости по Польди (рис. 3.3). Данный метод является сравнительным и использует ту же схему, что и метод Бринелля — вдавливание стального закаленного шарика в материал твердостью МПа. Поэтому ему присущи практически те же ограничения. Принципиальным же отличием является ударное приложе­ние нагрузки одновременно к детали иэталону — прямоугольному бруску с известной твердостью, заранее определенной в лаборатории судоремонтного завода и нанесенной на торец. Это позволяет исключить нагрузку из рассмотрения и сопоставлять значения твердостей с учетом лишь диаметров получаемых отпечатков и:

, МПа

(3.2)

Для определения твердости по Польди эталон вставляют в корпус приспособления и зажимают бойком так, чтобы над шариком не оказался отпечаток от ранее проведенных испытаний. Затем, установив приспособление на зачищенное напильником или наждачной бумагой место детали, наносят по бойку сильный удар молотком. После этого вынимают эталон и изме­ряют на нем и детали диаметры отпечатков.

Важным преимуществом метода Польди является возможность при­менения его для определения твердости крупных деталей непосредственно на судне или в цехе завода. Это в значительной степени компенсирует относительно невысокую точность результатов измерений.

Диаметр отпечатка, необходимый для расчетов, определяют с помощью микроскопа МПБ-2 (см. рис. 3.1). Вращая окуляр (верхнее кольцо с насечкой), достигают резкого изобра­жения шкалы прибора. Затем нижняя опорная часть микроскопа без перекосов устанавливается на поверхность образца (детали) над отпечат­ком таким образом, чтобы окно оказалось обращенным к источнику света, чтобы окно оказалось обращенным к источнику света. Поворачивая кольцо настройки (нижнее кольцо с насечкой), добиваются резко­го изображения краев отпечатка, а затем совмещают шкалу микроскопа с диа­метром, а край отпечатка — с началом шкалы. Отсчет ведут по де­лению шкалы, с которым совпадает противоположный край отпечатка. Затем микроскоп или деталь поворачивают на 90° и измеряют диа­метр повторно. Для расчетов используют его среднее значение.

Дополнительно следует учесть, что полученные значения твердости могут быть использованы для опреде­ления и других механических характеристик материала. Так, между пределом прочности σ_в и твердостью по Бринеллю НВ различных металлических материалов существуют следующие эмпирические зависимости:

сталь незакаленная, алюминий и его сплавы — σ_в ≈ 0,35 НВ

медь и ее сплавы — σ_в ≈ 0,55 НВ

3. Оборудование, приборы, инструмент и материалы, используемые при выполнении работы

• твердомер ТШ-2;

• прибор Польди;

• микроскоп МПБ-2 (увеличение ×24);

• эталон твердости к прибору Польди;

• штангенциркуль ШЦ-І (пределы измерений – 0…125 мм, точность – 0,1 мм);

• молоток (масса 500…1000 г).