Измерение твердости вдавливанием алмазного конуса или стального шарика по методу Роквелла.

 

Сущность этого метода состоит в том, что твердость определяют по глубине вдавливания в испытуемое изделие алмазного конуса с углом у вершины 120⁰ или стального шарика диаметром 1,588 мм под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной F₀, равной 10 кгс, и общей F, равной 60, 100 и 150 кгс (рис. 1.2).

Разность глубин внедрения под нагрузками F₀ и F характеризует твердость. На практике число твердости по Роквеллу отсчитывают по шкале индикаторного прибора.

Достоинствами метода Роквелла по сравнению с методом Бринелля являются высокая производительность и сохранение качественной поверхности изделия после испытания (малые размеры отпечатка), что позволяет контролировать твердость готовых деталей.

Применение алмазного конуса позволяет измерять твердость закаленной стали и других очень твердых сплавов.

Недостатком метода является также необходимость тщательной подготовки поверхности – шлифование. На прибор Роквелла, где глубина отпечатка мала и ее измеряют с точностью до 0,002 мм, могут оказывать влияние загрязненность, вибрация и другие условия производства.

Основным недостатком метода Роквелла является то, что твердость по Роквеллу – еще более условная характеристика, чем НВ.

Метод Роквелла не рекомендуется применять для неоднородных по структуре сплавов (например, серых чугунов). Этим методом нельзя устанавливать твердость хрупких изделий и изделий, имеющих на поверхности раковины и посторонние включения, а также тонких изделий, например, меньше 0,7 мм по шкалам B и C или 0,4 мм по шкале А.

рис.1.2

Таблица 1.1 “Экспериментальные и расчетные данные твердости по Бринеллю”

 

№ испы-тания	Мате-риалы образ-ца	Тол-щина образ-ца	Вид инден-тора	На-грузка F, кгс	Дли-тель-ность испы-тания, с	Диаметр отпечатка a, мм	Твердость, НВ	Пере-вод в твер-дость по Рок-веллу по табли-це
						Вдоль	Попе-рек	Сред-нее ариф-мети-ческое	По фор-муле (1.2)	По табл-ице
	Алюминий		шарик			3,4	3,2	3,3	28,4	28,4
	Сталь		шарик			4,0	4,3	4,15	211,8
	Латунь		шарик			3,9	3,95	3,93	79,1	79,3

Таблица 1.2 “Экспериментальные и расчетные данные твердости по Роквеллу”

Номер испыта-ния	Матери-ал образца	Вид инден-тора	Нагрузка, кгс	Длитель-ность испыта-ний, с	Шкала	Твер-дость по Роквеллу	Перевод в твердость по Бринел-лю
	Закаленная сталь	Алмаз- ный ко- нус			с	68,5

Вывод

 

В результате лабораторной работы ознакомились с определением твердости материалов по Роквеллу и Бринеллю и научились определять твердость опытным путем, а также ознакомились с устройством твердомеров. Число твердости по Бринеллю определяется отношением приложенной нагрузки, действующей на шарик, к площади сферической поверхности полученного отпечатка, а по Роквеллу -- по глубине вдавливания в испытуемое изделие алмазного конуса или стального шарика под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной и общей.

Литература

 

1. Петренко В.В. Лабораторный практикум по курсу “Механика”. Ч. 1. – Мн.: БГУИР, 1994.

2. Петренко В.В., Сурин В.М., Лобачевский И.С., Кукареко Г.И., Рыжанков В.И. Лабораторный практикум по курсу “Прикладная механика” для специальностей 0705 и 0648.

3. “Прикладная механика”. Под ред. Осецкого В.М. – М.:Машиностроение, 1977.