Что из себя представляет метод Роквелла? Метод определения твердости

Чтобы действенно использовать сплавы в различных системах, принципиально понимать, как они крепки. Верность – наиболее часто вычисляемая черта качества металлов и сплавов. Способов ее определения несколько: Бринелля, Рокелла, Супер-Роквелла, Виккерса, Людвика, Впадина (Монотрон), Мартенса. Публикации разберем метод братьев Роквеллов.

Что представляет из себя метод

Способом Роквелла называют метод проверки элементов на верность. Для исследуемого элемента исчисляется глубь проникания жесткого наконечника индикатора. При этом одинаковой остается перегрузка для любой шкалы твердости. Как правило она составляет 60, 100 ил 150 кгс.

Индикатором в изучении считаются шарики из крепкого источника или бриллиантовые конусы. Они обязаны быть с округленным резким концом и иметь угол при верхушке 120 C.

Данный метод объявлен элементарным и оперативно проигрываемым. Что предоставляет ему превосходство перед иными способами.

роквелла метод

История

Венский профессор-исследователь Людвиг в первый раз рекомендовал использовть индентор для изучения твердости методом его проникания в источник и вычисления условной глубины. Его метод изображен в работе 1908 года «Тестирование конусом» (Die Kegelprobe).

Данный метод имел минусы. Братья Хью и Стэнли Роквеллы рекомендовали свежую технологию, которая выключала ошибки маханического несовершенства системы измерения (люфты и браки плоскости, засорение элементов и компонентов). Профессоры придумали твердомер – электроприбор, устанавливающий сравнительную глубину проникания. Он использовался для испытания металлических шарикоподшипников.

Определение твердости металлов способами Бринелля и Роквелла завоевали интереса в академическом обществе. Однако метод Бринелля проигрывал – он был неспешным и не использовался для здоровых сталей. Так что, его невозможно было считать способом неразрушающего наблюдения.

В январе 1919 года твердомер был патентован под номером 1294171. В этот период Роквеллы работали на компанию-производителя шарикоподшипников.

В начале сентября 1919 года Стенли Роквелл оставил организацию и перебрался в штат New-York. Там он дал заявку на улучшение устройства, которая была одобрена. Свежий электроприбор патентован и улучшен к 1921 году.

В середине 1922 года Роквелл создал предприятие по термической обработке, которое до сегодняшнего дня работает в штате Коннектикут. С 1993 года располагается в составе компании Instron.

твердомер по способу роквелла

Плюсы и минусы способа

Любой метод вычисления твердости уникален и используем в какой-нибудь области. Способы определения твердости по Бринеллю и Роквеллу считаются главными.

Есть ряд плюсов способа:

  • вероятность выполнения экспериментов с повышенной твердостью;
  • небольшие поражения плоскости во время проведения проверки;
  • простой метод, не требующий измерения размера оттиска;
  • процесс проверки довольно оперативный.

Минусы:

  • сравнивая с твердомерами Бринелля и Виккерса, метод Роквелла не довольно хорош;
  • нужно скрупулезно приготовить плоскость примера.

Здание шкалы Роквелла

Для проверки твердости металлов способом Роквелла выведено всего 11 шкал. Их различие заключается в равновесии наконечника и перегрузки. Башмак вполне может быть не только лишь бриллиантовым конусом, но также и шариком из сплава карбида и вольфрама либо здоровой стали в фигуре сферы. Башмак, заделанный в установке, называют идентером.

Шкалы принято отмечать буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T.

Ведутся проверки стабильности главными шкалами — A, B, C:

  • Сетка А: проверки бриллиантовым конусом с перегрузкой 60 кгс. Выражение – HRA. Такие проверки ведутся для узких жестких элементов (0,3-0,5 миллиметров);
  • Сетка B: проверки железным шариком с перегрузкой 100 кгс. Выражение – HRB. Проверки ведутся на отоженной нежной стали и разноцветных сплавах;
  • Сетка C: проверки конусом с перегрузкой 150 кгс. Выражение – HRC. Проверки ведутся для металлов средней твердости, здоровой и ослабленной стали либо оболочек шириной менее 0,5 миллиметров.

Верность по способу Роквелла принято отмечать HR с 3-ей буквой шкалы (к примеру, HRA, HRC).

верность по способу роквелла

Формула для расчета

Верность источника воздействует на глубину проникания наконечника. Чем испытуемый субъект жестче, тем большим будет вторжение.

Чтобы количественно установить верность источника, нужна формула. Ее коэффициенты находятся в зависимости от шкалы. Для понижения погрешности измерений необходимо взять сравнительную разницу глубины проникания индентора в момент дополнения основной и ориентировочной (10 кгс) перегрузки.

Метод измерения твердости по Роквеллу подразумевает применение формулы: HR=N-(H-h)/с, где разностью H-h означают сравнительную глубину проникания индентора под перегрузками (ориентировочной и основной), величина вычисляется в миллиметров. N, с – это константы, они находятся в зависимости от точной шкалы.

Твердомер по Роквеллу

Твердомер Роквелла представляет из себя электроприбор с бриллиантовым конусом (либо шариком) и элементом, в который конус должен зайти. Также приклепляется груз для настройки силы действия.

Время показывает индикатор. Процесс происходит в 2 раунда: вначале делается нажатие с мощью 10 кгс, затем – мощнее. Для большего нажатия используется конус, для большего – королек.

Исследуемый источник находится вертикально. Алмаз спускают на него при помощи рычага. Для мягкого спускания в устройстве использована ручка с масленым амортизатором.

Время основной перегрузки как правило составляет от 3 до 6 сек, зависимо от источника. Ориентировочную нагрузку нужно сохранять до принятия итогов проверки.

Огромная стрелка индикатора движется по часовой и отображает итог опыта.

определение твердости металлов способом роквелла

Наиболее знамениты в практике такие модификации твердомера по способу Роквелла:

  • Мобильные аппараты «Метротест» модификации «ИТР», к примеру, «ИТР-60/150-М».
  • Твердомеры Qness GmbH модификации Q150R.
  • Мобильное автоматическое устройство Тайм Group Inc модель TH300.

Методика выполнения тестов

Выполнение изучения требует скрупулезной подготовки. При определении твердости металлов способом Роквелла плоскость примера должна быть чистой, без трещин и окалин. Принципиально регулярно контролировать параллельно ли прилагается перегрузка на плоскость источника, и стабильно ли он находится на столике.

метод измерения твердости по роквеллу

След при вдавливании конуса должен быть не меньше 1,5 миллиметров, а при вдавливании шарика – не менее 4 миллиметров. Для действенных расчетов пример должен быть в 10 раз ниже, чем глубь внедрения индентора после снятия основной перегрузки. Также необходимо вести не меньше 3 тестов одного примера, затем усреднить итоги.

Рубежи выполнения проверки

Чтобы опыт имел хороший результат и небольшую ошибку, необходимо придерживаться порядка его выполнения.

Рубежи выполнения опыта по способу определения твердости по Роквеллу:

  1. Определиться с избранием шкалы.
  2. Установить нужный индентор и нагрузку.
  3. Провести 2 тестовых (не рассматриваются в итоги) оттиска для корректировки корректности установки устройства и примера.
  4. Разместить на столике устройства образцовый блок.
  5. Проверить ориентировочную нагрузку (10 кгс) и обновить шкалу.
  6. Приложить главную нагрузку, дожидаться достижения предельных итогов.
  7. Снять нагрузку и прочитать приобретенное значение по циферблату.

Требованиями разрешается вести тестирование одного примера при испытании общественной продукции.

метод определения твердости по роквеллу

Что окажет влияние на пунктуальность

Во время проведения любого проверки принципиально принимать во внимание большое количество условий. Обнаружение твердости по способу Роквелла также имеет собственные особенности.

Моменты, на которые необходимо обратить свое внимание:

  • Длина испытуемого примера. Требованиями выполнения опыта запрещается применять пример, который по толщине меньше, чем десятеричная глубь проникания наконечника. Другими словами, если глубь внедрения — 0,2 миллиметров, то источник должен быть максимум 2 сантиметров в толщину.
  • Между следами на примере может быть соблюдено отдаление. Оно составляет 3 размера между районами близких следов.
  • Необходимо принимать во внимание вероятное изменение итогов опыта на циферблате зависимо от расположения специалиста. Другими словами съем итога должно производиться с одной точки осмотра.

Машинные качества в проверках стабильности

Связать и изучить прочностные характеристики элементов и итоги проверки твердости способом определения твердости по Роквеллу получилось у подобных ученых-материаловедов, как Давиденков Н. Н., Марковец М. П. и прочих.

По итогам проверки твердости методом вдавливания используются способы вычисления лимита текучести. Эта зависимость вычислена для высокохромистых нержавеющих сталей, которые прошли многочисленную термическую обработку. Среднее значение отличия, при использовании бриллиантового индентора, составило всего +0,9 %.

Также ведутся изучения по определению и прочих машинных параметров элементов, сопряженных с твердостью. К примеру, лимит стабильности (либо временное противодействие), настоящее противодействие уничтожению и сравнительное ограничение.

Другие способы определения твердости

Определять верность можно не только лишь способом Роквелла. Разгляди главные факторы любого способа и их различия. Проверки под действием статистической перегрузки:

  • Исследуемые эталоны. Способы Рокелла и Виккерса позволяют проверять сравнительно нежные и высокой стабильности элементы. Метод Бринелля рассчитан на исследование больше мягких металлов с твердостью до 650 HBW. Метод Супер-Роквелла дает возможность чувствовать на верность при незначительных перегрузках.
  • ГОСТы. Метод Роквелла отвечает ГОСТу 9013-59, метод Бринелля – 9012-59, метод Виккерса – 2999-75, метод Впадина — ГОСТы 263-75, 24622-91, 24621-91, ASTM D2240, ISO 868-85.
  • Твердомеры. Устройства специалистов Роквелла и Впадина различаются простотой применения и малыми размерами. Оснащение Виккерса дает возможность вести проверки на крайне узких и небольших примерах.

Эксперименты под спортивным давлением велись по способу Мартеля, Польди, при помощи отвесного копера Николаева, пружинного устройства Шоппера и Баумана и прочих.

Верность также может измеряться способом царапания. Такие проверки вели при помощи тесака Барба, устройства Монтерса, Хенкинса, микрохарактеризатора Бирбаума и прочих.

определение твердости металлов способом роквелла

Невзирая на минусы, метод Роквелла повсеместно используется для тестов твердости в индустрии. Он различается простотой проведения, преимущественно, благодаря тому, что не надо определять след под микроскопом и выравнивать плоскость. Однако при этом метод не такой четкий как представленные изучения Бринелля и Виккерса. Верность, смеренная различными методами, имеет связь. Другими словами продуктивные единицы по Роквеллу могут быть переброшены в единицы Бринелля. На законодательном уровне есть нормативные бумаги, к примеру ASTM E-140, в которых приравниваются значения твердости.

Оставить комментарий

Яндекс метрика
Яндекс.Метрика
Реклама
Ссылки: