Определение твердости по Роквеллу

 

По методу Роквелла твердость металлов определяют вдавливанием в испытуемый образец шарика из закаленной стали диаметром 1,588 мм или алмазного конуса с углом при вершине 120^о под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной Р0 = 10 кгс  и общей Р, равной сумме предварительной Р0 и основной Р1нагрузок (рис. 3).

Число твердости по Роквеллу HR измеряется в условных безразмерных единицах и определяется по формулам:

HR_c =  – при вдавливании алмазного конуса

HR_в =  – при вдавливании стального шарика,

где 100 – число делений черной шкалы С, 130 – число делений красной шкалы В циферблата индикатора, измеряющего глубину вдавливания;

h₀ – глубина вдавливания алмазного конуса или шарика под действием предварительной нагрузки. Мм

h – глубина вдавливания алмазного конуса или шарика под действием общей нагрузки, мм

0,002 – цена деления шкалы циферблата индикатора (перемещение алмазного конуса при измерении твердости на 0,002 мм соответствует перемещению стрелки индикатора на одно деление), мм

Вид наконечника и величина нагрузки выбирается по таблице 2, в зависимости от твердости и толщины испытуемого образца..

Число твердости по Роквеллу (HR) является мерой глубины вдавливания индентора и выражается в условных единицах. За единицу твердости принята безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению на 0,002 мм. Число твердости по Роквеллу указывается непосредственно стрелкой на шкале С или В индикатора после автоматического снятия основной нагрузки. Твердость одного и того же металла, определенная различными методами выражается различными единицами твердости.

Например, HB 2070, HR_c 18 или HR_в 95.

 

Рисунок 3. Схема измерения твердости по Роквеллу

 

Таблица 2

Пределы измерения твердости образца в единицах Бринелля, НВ	Обозначение твердости по Роквеллу		Вид наконечника	Общая нагрузка F, Н (кгс)	Минимальная толщина образца	Пределы измерения в единицах Роквелла
	шкала	Число твердости
От 500 до 2300 (незакаленные стали, цветные металлы и их сплавы	В	HRВ	Стальной шарик	981 (100)	0,7	25…100 по шкале В
от 2000 до 7000 (закаленные стали)	С	HRС	Алмазный конус	1471 (150)	0,7	20…67 по шкале С
От 4000 до 9000 (детали подвергшиеся цементации или азотированию, твердые сплавы и др.)	А	HRА	Алмазный конус	588 (60)	0,4	70…85 по шкале В

 

Метод Роквелла отличается простотой и высокой производительностью, обеспечивает сохранение качественной поверхности после испытания, позволяет испытывать металлы и сплавы, как низкой, так и высокой твердости. Этот метод не рекомендуется применять для сплавов с неоднородной структурой (чугуны серые, ковкие и высокопрочные, антифрикционные подшипниковые сплавы и др.).

 

Практическая часть

Содержание отчета.

1. Укажите название работы, ее цель.

Ответьте на вопросы:

1. Что называется твердостью?

2. В чем сущность определения твердости?

3. Какие 2 метода определения твердости вы знаете? В чем их отличие?

4. Как необходимо подготовить образец к испытанию?

5. Чем объяснить отсутствие универсального метода определения твердости?

6. Почему из многих механических характеристик материалов наиболее часто определяют твердость?

7. Зафиксируйте в тетради схему определения твердость по Бриннелю и по Роквеллу.

 

 

Лабораторная работа № 2