Шкалы, использующиеся при измерении твёрдости по Роквеллу

 

Обозначение твёрдости по Роквеллу	Общая нагрузка, кгс	Примерная твёрдость по Бринеллю	Допускаемые пределы измерения по Роквеллу
Шкала A HRA (чёрная шкала на циферблате индикатора)	60	Свыше 700	Свыше 70
Шкала В HRB (красная шкала на циферблате индикатора)	100	60 – 230	25 – 100
Шкала С HRC (чёрная шкала на циферблате индикатора)	150	230 – 700	20 – 67

 

Число твердости по Роквеллу при измерении по шкалам А и С определяют по формуле:

НRА= НRС= 100- (h - h ₀)/0,002,

где h ₀ ­ глубина внедрения индентора в испытуемый образец под действием предварительной нагрузки Р ₀; h ­ глубина внедрения индентора в испытуемый образец под действием общей нагрузки (измеряется после снятия основной нагрузки Р ₁, но при оставленной приложенной нагрузке Р ₀).

Число твердости при измерении по шкале В вычисляется по формуле:

НRВ = 130 - (h - h ₀)/0,002.

Индентор

Используют инденторы двух типов:

а) стальной закаленный шарик диаметром D = 1,588 мм;

б) алмазный конус с углом при вершине 120° и радиусом закругления при вершине 0,2 мм.

Требования, предъявляемые к образцам для испытаний

1. Шероховатость образцов или изделий в месте испытания должна быть Rа ≤ 2,5 мкм.

2. Образец или изделие при проведении испытаний не должны смещаться и прогибаться.

3. Минимальная толщина образца или изделия должна быть не менее 8-кратной глубины отпечатка.

Особенности проведения испытаний

Испытания обычно проводят при температурах от 10 до 35 °С и плавном возрастании нагрузки до необходимого значения. Продолжительность времени выдержки под общей нагрузкой Р составляет 3 ­ 5 с; расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра соседнего отпечатка ≥3 мм.

Измерение твердости по Роквеллу производится достаточно быстро и просто, поскольку фиксация числа твердости осуществляется непосредственно на шкале испытательного прибора, а размер отпечатка на образце (изделии) достаточно мал. В связи с этим, несмотря на условный характер чисел твердости, данный метод получил достаточно широкое распространение как метод контроля штучных деталей в массовом и крупносерийном производстве.

Обозначения

Число твердости по Роквеллу обозначается цифрами, характеризующими величину твердости, со стоящим после них символом НRА, НRВ или НRС (в зависимости от используемой шкалы измерения), например: 45 НRС.

 

Испытание твердости по Виккерсу

Сущность метода

При данном методе твердость измеряют путем вдавливания в образец (изделие) алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды под действием нагрузки Р в течение времени выдержки τ (рис. 1.3). После снятия нагрузки измеряют диагонали оставшегося на поверхности материала отпечатка ­ d1, d2 и вычисляют среднее арифметическое значение длин обеих диагоналей ­ d, мм.

Твердость определяется по формулу:

где α — угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136°.

Значения твердости по Виккерсу при стандартных значениях нагрузки в зависимости от длины диагонали d, мм, приводятся в таблицах.

 

Рис.1.3 Схема измерения твердости по Виккерсу

 

Индентор

При испытании используют алмазный наконечник в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом между противоположными гранями пирамиды при вершине 136°, который должен соответствовать требованиям ГОСТ 9377—81.

Требования, предъявляемые к образцам для испытаний

1. Шероховатость образцов или изделий в месте испытания должна соответствовать Rа ≤ 0,16 мкм, поверхность должна быть свободной от оксидной пленки.

2. Изделие или образец должны быть жестко закреплены для устойчивости.

3. Минимальная толщина изделия (образца) должна быть больше диагонали отпечатка: для черных металлов ­ в 1,2 раза, для цветных металлов ­ в 1,5 раза.

При измерении твердости на криволинейных поверхностях радиус кривизны поверхности должен быть не менее 5 мм. В этом случае для чисел твердости используют поправочные коэффициенты, имеющиеся в ГОСТ 2999—75.