Определение твердости по Роквеллу (ГОСТ 9013-75)

В этом методе твердость определяют по глубине отпечатка.
Индентор – алмазный конус с углом при вершине 120 град. и радиусом закругления 0,2 мм или шарик диаметром 1,588 мм (1/16 дюйма) вдавливается в образец под действием двух последовательно прикладываемых усилий –предварительного F ₀ и основного F _1.. Общее усилие F = F ₀ + F ₁.

F 1

Твердость измеряется в условных единицах НR. При определении твердости по Роквеллу с использованием алмазного конуса (рис. 6) сначала индентор вдавливается в испытуемый материал под предварительным усилием F ₀ = 100 Н, которое не снимается до конца испытания. Под этим усилием алмазный конус погружается в образец на глубину h ₀. Затем на индентор подается основное усилие либо 500 Н, либо 1400 Н, в зависимости от материала образца. При использовании в качестве основной нагрузки 500 Н определение твердости производится по шкале прибора А. Число твердости (считывается со шкалы прибора) записывается с буквенным обозначением НRА, например, 80 НRА. Эту шкалу применяют для особо твердых материалов, для тонких листовых материалов или тонких слоев (0,5 – 1,0 мм). Пределы измерения твердости по этой шкале – 70 – 85 HRA.

F 0

F

F 0

F 0

Рис. 6. Схема измерения твердости по Роквеллу

Если основная нагрузка равна 1400 Н, то твердость определяется по шкале С и записывается с буквенным обозначением НRС, например,
50 НRС. Эту шкалу используют для твердых материалов (> 450 НВ), например, закаленных сталей. Пределы измерения твердости по этой шкале 20 – 67 НRC.

Для обеих шкал число твердости определяется по формуле HRС(НRА) = 100 - е, где е = h – h ₀/ 0,002 (0,002 мм - цена деления шкалы индентора твердомера Роквелла); h - глубина вдавливания под основной нагрузкой.

При использовании в качестве индентора стального шарика
F ₀ = 100 Н, F ₁ = 900 Н и F = 1000 Н число твердости определяется по шкале В и записывается НRВ, например, 50 НRВ. В этом случае
НRВ = 130 - е. По этой шкале определяют твердость сравнительно мягких материалов (< 400 НВ). Пределы измерения твердости по шкале В 25 – 100 НRВ. Ценность метода в том, что в заводских условиях достигается высокая производительность испытаний (число твердости считывается прямо со шкалы прибора). Этот метод наиболее универсален и наименее трудоемок.

На рис. 7 приведена схема прибора ТР 5006. Как и в ранее рассмотренных твердомерах, прибор имеет рычажную систему передачи усилий от грузов 18 к испытательному наконечнику 5.

Подъем и опускание рычагов с грузами осуществляется ручкой 22. Прибор снабжен подъемным винтом 2 со столиком 4 для образца. В верхней части прибора имеется цифровой индикатор 10 для замера глубины отпечатка.

В зависимости от материала образца выбирают и устанавливают индентор (алмазный конус или шарик) и количество грузов. При использовании в качестве индентора алмазного конуса на подвеске должно быть установлено три груза (нагрузка 1500 Н, шкала С), либо оставлен нижний груз (нагрузка 500 Н, шкала А), при использовании в качестве индентора стального шарика на подвеске должны находиться два груза (нагрузка 1000 Н, шкала В).

Образец устанавливают на столик 4 и, плавно вращая маховичок 3, поднимают столик до тех пор, пока индентор не окажется вдавленным в образец предварительным усилием F ₀ = 100 Н. Этот момент будет достигнут, когда большая стрелка индикатора 10 совместится с нулем, а малая - с черной риской. Точную установку нуля производят вращением ручки на передней панели прибора.

После этого нажимают рукоятку 22, прибор автоматически в течение 3...6 с производит нагружение. Через 1...3 с после остановки большой стрелки снимают нагрузку, плавно вращая, переводят рукоятку 22 в начальное положение и считывают число твердости.

 

Рис. 7. Схема прибора типа ТР 5006 для измерения твердости по Роквеллу: 1 - станина; 2 - подъемный винт; 3 - маховичок; 4 - столик; 5 - наконечник; 6 - ограничитель; 7 - шпиндель; 8 - призма; 9 - обойма; 10 - большая стрелка индикатора; 11, 12, 13 рычаги; 14, 18 - груз; 15 - ось; 16 - штанга; 17 - шток; 19 - демпфер; 20 - штанга; 21 - планка; 22 - ручка

Проверка твердомеров производится по контрольным плиткам (образцовым мерам твердости).