2.2.2 Метод Роквелла

Измерение твердости металлов и сплавов по методу Роквелла осуществляется вдавливанием алмазного конуса или стального шарика с последующим определением твердости по глубине получаемого отпечатка.

Алмазный конус с углом при вершине 120или стальной шарик диаметром 1,588 мм (1/16) вдавливается в испытуемый образец (изделие) под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной Р₀=10 кгс и общей Р, равной сумме предварительной и основной Р₁нагрузок. Общая нагрузка Р составляет 100 кгс при вдавливании шарика и 150 или 60 кгс при вдавливании конуса.

Схема определения твердости по Роквеллу приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Схема определения твердости по Роквеллу

Твердость по Роквеллу НRвычисляют так:

(2.4)

где h₀– глубина внедрения наконечника под действием предварительной нагрузки, мм;

h– глубина внедрения наконечника под действием общей нагрузки, мм;

k– постоянная величина, равная 0,26 мм для шарика и 0,2 мм для алмазного конуса;

с – цена деления шкалы индикаторного прибора, соответствующая внедрению наконечника на 0,002 мм.

Твердость по Роквеллу выражается в условных единицах и отсчитывается по шкале индикатора непосредственно в процессе испытания.

Шкала, вид наконечника и нагрузка выбираются в зависимости от примерной твердости НВ испытуемого материала по таблице 2.6.

Твердость по Роквеллу обозначается цифрами, характеризующими число твердости, и буквами НRс указанием шкалы твердости, например 60 НRС.

Таблица 2.4 - Выбор шкалы твердости, нагрузки и вида наконечника

Примерная твердость металла НВ, кгс/мм2	Обозначение шкалы	Вид наконечника	Нагрузка, кгс	Допустимые границы измерения твердости
60 – 240	В	Стальной шарик	100	25 – 100
240 – 495	С	Конус из твердого сплава	150	– 67
240 – 900	С	Алмазный конус	150	20 – 67
390 – 900	А	Алмазный конус	60	70 – 90

По сравнению с методом Бринелля метод Роквелла является более универсальным, так как позволяет испытывать металлы и сплавы любой твердости, включая твердые сплавы. По методу Роквелла можно также определять твердости сравнительно тонких образцов (толщиной до 0,4 мм). Наличие индикаторного прибора позволяет определить число твердости непосредственно отсчетом по шкале и тем самым делает этот метод более производительным, однако точность определения числа твердости ниже, поэтому надо проводить несколько замеров и определять среднюю величину.

Общий вид прибора ТК-2М для определения твердости по Роквеллу приведен на рисунке 2.5.

Нагрузка на наконечник 1 создается с помощью грузов 6, подвешенных к системе рычагов. Весь процесс испытания осуществляется приводом, работающим от электродвигателя, с помощью которого прикладывают и снимают нагрузку на наконечник.

Индикаторный прибор 9 служит для отсчета числа твердости. На его циферблате (рисунок 2.6) нанесены две шкалы: красная В и черная С, имеющие по 100 делений каждая.

Шкала В смещена относительно шкалы С на 30 делений в направлении, противоположном движению стрелки индикатора при внедрении наконечника.

Рис. 2.5. Общий вид твердомера ТК-2М

Рисунок 2.6. Индикаторный прибор твердомера ТК-2М

Для каждого образца провести не менее трех испытаний. Определить среднее число твердости. Перевести числа твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю.

Контрольные вопросы:

1. Что такое минерал?

2. Как определить твердость минерала?

3. Что называют горной породой?

4. Приведите классификацию горных пород в зависимости от условий образования.

5. Какие горные породы применяют для получения заполнителей тяжелых и легких бетонов?

Контрольные задания для СРС

1. Породообразующие минералы: минералы групп кремнезема, полевых шпатов, железистомагнезиальных силикатов, слюд, глинистых минералов, карбонатов, сульфатов: их отличительные черты, определяющие наличие в горных породах тех или иных свойств.

2. Коррозия природного камня и меры защиты от нее.

3. Виды фактуры отделочных изделий из природных каменных материалов и способы их получения.

4. Способы обработки природных каменных материалов

Лабораторная работа №3

«Ознакомление с различными видами керамических изделий (по коллекции). Определение качественных характеристик обыкновенного керамического кирпича и их соответствия гост, определение его марки. Изучение видов и свойств строительных стекол и изделий из стекла по коллекции и соответствие их требованиям ГОСТ»