3. Измерение твёрдости по методу Роквелла

При измерении твёрдости по методу Роквеллав образец (изделие) вдавливается алмазный конус с углом при вершинеα= 120^оили стальной шарик с диаметромD= 1,588 мм (1,59 мм).

а б

а – алмазный конус; б – стальной шарик (d= 1,59 мм)

Рисунок 7 – Наконечники для измерения твёрдости по методу Роквелла

Вдавливание производится в два этапа – сначала прилагается предварительная нагрузка Р_о= 980 Н (10 кГ), а затем основная Р₁. Таким образом общая нагрузка будет равна их сумме Р = Р_о+ Р₁. Предварительная нагрузка необходима для того, чтобы исключить влияниеупругой деформациии различной степенишероховатостиповерхности образца.

Рисунок 8 – Схема измерения твёрдости по Роквеллу с использованием алмазного конуса

Твёрдость по Роквеллу измеряется в условных единицах. За единицу твёрдости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм. В таблице 1 приведены условия, которые необходимо соблюдать при измерении твёрдости этим методом. Расстояние между центрами соседних отпечатков или расстояние от центра какого-либо отпечатка до края образца должно быть не менее 3,0 мм.

Таблица 1 – Условия измерения твёрдости по методу Роквелла

Обозначения		Формулы для выражения чисел твёрдости	Р1 МПа (кГ)	Р МПа (кГ)	Пределы измерения чисел твёрдости по Роквеллу HR	Тип наконечника
Шкал	Чисел твёрдости
А	HRA	100 – е	490 (50)	588 (60)	70 – 85	Алмазный конус
В	HRB	130 – е	882 (90)	980 (100)	25 – 100	Стальной шарик
С	HRC	100 – е	1372 (140)	1470 (150)	20 – 67	Алмазный конус

е = (h – h₀) / 0,002, гдеh_о– глубина внедрения наконечника в образец под действием предварительной нагрузкиР_о;h– глубина внедрения наконечника в образец под действием общей нагрузкиР, измеренная после снятия основной нагрузкиР₁, с оставлением предварительной нагрузкиР_о. Таким образом, записьHRC65 означает, что материал имеет твёрдость 65 единицпо Роквеллупо шкале С – при использовании алмазного конуса под общей нагрузкой 1470 Н.

Преимущества измерения твёрдости по методу Роквеллапо сравнению с измерением твёрдости по методу Бринелля состоят в следующем:

• При использовании алмазного наконечника нет ограничений по твёрдости измеряемых образцов;

• Можно измерять твёрдость поверхностных слоёв толщиной

0,3 – 0,5 мм или тонких пластин;

• На поверхности образца остаётся значительно меньший отпечаток (рисунок 10);

• Процесс измерения по методу Роквелла требует меньше времени, так как результат измерения определяется по шкале прибора.

‌

____________10 мм______________‌‌

Рисунок 9 – Отпечатки алмазного конуса при измерении твёрдости по методу Роквелла

Твёрдомеры Роквелла, как и твёрдомеры Бринелля поверяются с помощью образцовых мер твёрдости.