Шкале роквелла

Шкале роквелла

Если у Вас возникают проблемы, пожалуйста дайте нам знать, отправив письмо на адрес: info@techintest.ru . Спасибо!

ГРАФИК РАБОТЫ

Часы работы нашего офиса:

Пн-Пт: 9:00 — 18:00
Сб-Вс: ВЫХОДНОЙ

ВОЙДИТЕ В СИСТЕМУ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП К ДОП. ФУНКЦИЯМ

РЕГИСТРАЦИЯ

ЗАБЫЛИ ПАРОЛЬ?

  • ПОМОЩЬ
  • ВХОД
  • Главная
  • СТАТЬИ
  • Твердость. Измерение твердости по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу

Monday Oct 19th, 2020

Дифференциальное измерение твердости по глубине было задумано в 1908 году венским профессором Полом Людвиком в его книге Die Kegelprobe (грубо говоря , «испытание конуса»). Метод дифференциальной глубины вычитал ошибки, связанные с механическими дефектами системы, такими как люфт и дефекты поверхности. Тест на твердость по Бринеллю , изобретенный в Швеции, был разработан ранее, в 1900 году, но он был медленным, бесполезным для полностью закаленной стали и оставил слишком большое впечатление, чтобы считаться неразрушающим .

Хью М. Роквелл (1890–1957) и Стэнли П. Роквелл (1886–1940) из Коннектикута, США, совместно изобрели «твердомер по Роквеллу», прибор для измерения дифференциальной глубины. Они подали заявку на патент 15 июля 1914 года. Требование к этому тестеру заключалось в том, чтобы быстро определить влияние термической обработки на стальные дорожки подшипников. Впоследствии приложение было одобрено 11 февраля 1919 г. и имеет патент США 1 294 171 . На момент изобретения Хью и Стэнли Роквелл работали в New Departure Manufacturing Co. из Бристоля, штат Коннектикут . New Departure была крупным производителем шарикоподшипников, который в 1916 году вошел в состав United Motors, а вскоре после этого — General Motors Corp.

Покинув компанию в Коннектикуте, Стэнли Роквелл, тогда находившийся в Сиракузах, штат Нью-Йорк, 11 сентября 1919 года подал заявку на усовершенствование оригинального изобретения, которое было одобрено 18 ноября 1924 года. Новый тестер имеет патент США 1516207 . Роквелл переехал в Западный Хартфорд, штат Коннектикут, и в 1921 году сделал дополнительные улучшения. В 1920 году Стэнли сотрудничал с производителем инструментов Чарльзом Х. Уилсоном из компании Wilson-Mauelen, чтобы коммерциализировать свое изобретение и разработать стандартизированные испытательные машины. Стэнли основал фирму по термообработке примерно в 1923 году, Stanley P. Rockwell Company, которая до сих пор существует в Хартфорде, штат Коннектикут. Позднее названная Wilson Mechanical Instrument Company сменила владельца с течением времени и была приобретена Instron Corp. в 1993 году.

Простота метода Роквелла (главным образом, отсутствие необходимости измерять диаметр отпечатка) привела к его широкому применению в промышленности для проверки твёрдости. Также не требуется высокая чистота измеряемой поверхности (например, методы Бринелля и Виккерса включают замер отпечатка с помощью микроскопа и требуют полировку поверхности). К недостатку метода Роквелла относится меньшая точность по сравнению с методами Бринелля и Виккерса. Существует корреляция между значениями твёрдости, измеренной разными методами (см. рисунок — перевод единиц твёрдости HRB в твёрдость по методу Бринелля для алюминиевых сплавов). Зависимость носит нелинейный характер. Имеются нормативные документы, где приведено сравнение значений твёрдости, измеренной разными методами (например, ASTM E-140).

Оборудование для проведения измерения

На момент разработки рассматриваемой методики измерения твердости специального оборудования не было. После того, как в машиностроительной и других областях промышленности установили важность этой физико-механической характеристики, было разработано специальное оборудование, которое основано также на вдавливании шарика или конуса в тестируемый объект. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать величину прилагаемой силы и времени выдержки. Твердомером измеряется твердость, как правило, небольших объектов, являющимися образцами получаемой заготовки. Это связано с весьма компактными размерами большинства моделей рассматриваемых устройств.

К особенностям применяемого оборудования можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Испытуемый образец, как правило, располагается на столике.
  2. Алмазный наконечник опускается с помощью грузового рычага.
  3. Важным моментом является то, что наконечник опускается плавно. Это достигается при применении рукоятки с масленым амортизатором.
  4. Время выдержки применимой нагрузки зависит от размеров испытуемого образца. Как правило, показатель составляет 3-6 секунд. Сила воздействия определяется также величиной заготовки.
  5. Важные параметры вводятся при помощи специального пульта программирования. За счет того, что контроль прилагаемой силы и время выдержки проводит оборудование, точность получаемых результатов довольно высока.

Рассматриваемое оборудование производится достаточно большим количеством различных компаний. При этом стоимость предложения может колебаться в достаточно большом диапазоне.

3. АППАРАТУРА

Приборы для измерения твердости должны обеспечивать приложение усилий, приведенных в табл. 1.

3.2. Наконечник алмазный конусный типа НК по ГОСТ 9377 , угол при вершине — 120°, радиус сферической части 0,2 мм.

Предельные отклонения диаметров шарика не должны превышать:

±0,003 мм — для шарика диаметром 1,588 мм;

±0,004 мм — для шарика диаметром 3,175 мм.

3.4. Столик или подставка должны иметь твердость на опорных поверхностях не менее 50 HRCэ.

Таблица 1

Обозначение единицы измерения

Предварительное усилие F

Основное усилие F 1

Общее усилие F

Диапазон измерений, ед. твердости

Показатель твердости стали

Самый высокий показатель HRC не обязательно является лучшим.

Более твердая сталь, как правило, лучше держит кромку, чем более мягкая сталь, но она также с большей вероятностью трескается или выходит из строя. На самом деле, если она действительно твердая, она может разбиться, как стекло на бетоне!

Сталь, используемая при изготовлении ножа, также имеет большое отношение к тому, насколько хорошо нож будет удерживать кромку. Каждый отдельный стальной сплав имеет свой оптимальный диапазон, который уравновешивает твердость с производительностью и предназначением.

Так почему же показатель ножа по Роквеллу имеет значение? Что такое хорошая твердость по Роквеллу для ножа?

Твердость ножа очень важна с точки зрения его производительности и долговечности. Например, более твердая сталь с RC 58-62 будет держать кромку лучше, чем более мягкая сталь. Однако, эта же самая твердая сталь менее прочна и более склонна к растрескиванию или даже поломке. Некоторые кухонные ножи с высокой твердостью требуют особой осторожности, чтобы не повредить тонкую режущую кромку.

Более мягкая сталь более долговечна за счет свой высокой упругости. В большинстве топоров и зубил используется более мягкая сталь, которая выдерживает удары, с которыми они сталкиваются в повседневной работе.

Поскольку карманные ножи и охотничьи ножи обычно не используются для строгания и рубки древесины, они выигрывают от использования более прочной стали, которая сохраняет отличную остроту для нарезки мягких материалов.

Однако, нож для выживания, к которому вы собираетесь приложить экстремальные усилия, только выиграет от твердости по Роквелу 55-58. Нож, который мог бы резать кости и твердую древесину, в первую очередь, должен быть прочным. Нож с более низкой твердостью может затупиться быстрее, но с большей вероятностью переживет большое количество ударов и механических повреждений.

Испытание по Роквеллу помогает производителям ножей уравновешивать три наиболее важных фактора, которые могут повлиять на качество их готовой продукции: твердость, гибкость и вязкость. Наличие этих трех факторов в правильном балансе позволяет им производить ножи для различных сфер использования.

Читайте также  Самодельный культиватор

Существует несколько различных аббревиатур, которые могут использоваться изготовителем ножей при указании твердости: HR, HRc, HR C, RC, Rc, C по шкале Роквелла, шкала твердости Роквелла C. Независимо от того, как написано о ножевой стали, все они ссылаются на одну и ту же шкалу С. Это может немного запутать, но просто знайте, что рейтинги сами по себе одинаковы — какое бы обозначение не использовал производитель.

Стэнли П. Роквелл был металлургом на заводе по производству шарикоподшипников в Новой Англии в 1919 году. Он разработал шкалу твердости для того, чтобы измерять твердость шариков для подшипников быстро, точно и с высокой повторяемостью.

Производители всего, начиная от пружин для часов и заканчивая колесами для поездов, давно нуждались в таком испытании и быстро применяли шкалу Роквелла для всех видов стали, а также других металлов, деталей. В конце концов, тест был адаптирован даже для испытаний неметаллических материалов — даже пластмасс.

Routes to finance

Проще говоря, испытание на твердость по Роквеллу является методом измерения твердости материалов. Шкала твердости Rockwell обычно вводится для характеристики твердости металлов, таких как тонкая сталь, цементированные карбиды, свинец, алюминий, цинк, медные сплавы, титан и железо. Но масштаб также используется для проверки некоторых пластмасс.

Твердость, измеренная по шкале Роквелла, относится к сопротивлению проникновению.

Тест получил свое название от Стэнли П. Роквелла, который разработал тестовые и оригинальные машины, а затем продал им права. Тест был впервые введен в 1919 году.

Как работает твердость по Роквеллу

Тест твердости по Роквеллу измеряет твердость самым простым способом: путем нажатия индентора на поверхность материала с определенной нагрузкой, а затем для измерения того, как далеко индентор смог проникнуть. В большинстве случаев индентор выполнен либо из стального шарика, либо из алмаза.

Но, конечно, реальность гораздо сложнее, потому что образцы металла радикально меняются. В результате такой же подход не может использоваться для всех выборок. На самом деле, существует 30 различных шкал Роквелла. Каждый из них использует различную комбинацию сил тестирования и типов инденторов. При выборе подходящей шкалы для образца металла оценщики учитывают размер и форму испытуемого материала, его однородность и ограничения для каждой шкалы.

Несмотря на то, что существует ряд тестов Rockwell, наиболее распространенными для очень твердых материалов являются Rockwell и Rockwell C. Когда материал очень тонкий, следует использовать более легкие нагрузки: Rockwell 30T, 1ST , Rockwell 15-N и 30-N. Как видно из этих измерений, номера твердости Роквелла имеют префикс, который отличает шкалу Роквелла, используемую в корреляции с комбинацией нагрузки и индентора.

Существуют диаграммы преобразования, которые позволят преобразовать один метод твердости в другой, но следует помнить, что эти диаграммы преобразования не могут точно преобразовываться из одного в другой.

Большинство людей, которые смотрят результаты тестов на твердость по Роквеллу, не знают, что доступны несколько типов весов. Таким образом, они могут не понимать, что конверсионные диаграммы не совсем точны. Это потому, что измерения Роквелла не имеют единиц. Как размеры. com объясняет: «Символом является HR, за которым следует буква, указывающая один из нескольких возможных масштабов. Например,« HRC 96 »означает 96 на шкале Rockwell C.»

Сравнимая шкала с твердостью Роквелла

Шкала Роквелла сравнивалась с тестом Мооса и шкалой Бринелла. Шкала Бринелла была разработана шведским инженером Йоханом А. Бринеллом в 1910 году и работает следующим образом.Нагрузка прикладывается к закаленному стальному шару, который находится на плоской поверхности металла, ожидающей оценки. После этого оценивается диаметр вмятины, которая образуется.

Согласно размерам. com, твердость измеряется с помощью этой формулы: «Число Бринелл, указывающее твердость металла, представляет собой нагрузку на шарик в килограммах, деленную на сферическую площадь поверхности вмятины в квадратных миллиметрах».

Routes to finance

Проще говоря, испытание на твердость по Роквеллу является методом измерения твердости материалов. Шкала твердости Rockwell обычно вводится для характеристики твердости металлов, таких как тонкая сталь, цементированные карбиды, свинец, алюминий, цинк, медные сплавы, титан и железо. Но масштаб также используется для проверки некоторых пластмасс.

Твердость, измеренная по шкале Роквелла, относится к сопротивлению проникновению.

Тест получил свое название от Стэнли П. Роквелла, который разработал тестовые и оригинальные машины, а затем продал им права. Тест был впервые введен в 1919 году.

Как работает твердость по Роквеллу

Тест твердости по Роквеллу измеряет твердость самым простым способом: путем нажатия индентора на поверхность материала с определенной нагрузкой, а затем для измерения того, как далеко индентор смог проникнуть. В большинстве случаев индентор выполнен либо из стального шарика, либо из алмаза.

Но, конечно, реальность гораздо сложнее, потому что образцы металла радикально меняются. В результате такой же подход не может использоваться для всех выборок. На самом деле, существует 30 различных шкал Роквелла. Каждый из них использует различную комбинацию сил тестирования и типов инденторов. При выборе подходящей шкалы для образца металла оценщики учитывают размер и форму испытуемого материала, его однородность и ограничения для каждой шкалы.

Несмотря на то, что существует ряд тестов Rockwell, наиболее распространенными для очень твердых материалов являются Rockwell и Rockwell C. Когда материал очень тонкий, следует использовать более легкие нагрузки: Rockwell 30T, 1ST , Rockwell 15-N и 30-N. Как видно из этих измерений, номера твердости Роквелла имеют префикс, который отличает шкалу Роквелла, используемую в корреляции с комбинацией нагрузки и индентора.

Существуют диаграммы преобразования, которые позволят преобразовать один метод твердости в другой, но следует помнить, что эти диаграммы преобразования не могут точно преобразовываться из одного в другой.

Большинство людей, которые смотрят результаты тестов на твердость по Роквеллу, не знают, что доступны несколько типов весов. Таким образом, они могут не понимать, что конверсионные диаграммы не совсем точны. Это потому, что измерения Роквелла не имеют единиц. Как размеры. com объясняет: «Символом является HR, за которым следует буква, указывающая один из нескольких возможных масштабов. Например,« HRC 96 »означает 96 на шкале Rockwell C.»

Сравнимая шкала с твердостью Роквелла

Шкала Роквелла сравнивалась с тестом Мооса и шкалой Бринелла. Шкала Бринелла была разработана шведским инженером Йоханом А. Бринеллом в 1910 году и работает следующим образом.Нагрузка прикладывается к закаленному стальному шару, который находится на плоской поверхности металла, ожидающей оценки. После этого оценивается диаметр вмятины, которая образуется.

Согласно размерам. com, твердость измеряется с помощью этой формулы: «Число Бринелл, указывающее твердость металла, представляет собой нагрузку на шарик в килограммах, деленную на сферическую площадь поверхности вмятины в квадратных миллиметрах».

Оценка механических свойств по испытаниям на твёрдость [ | ]

Величина твёрдости по Роквеллу связана с другими прочностными характеристиками веществ. Эта связь исследовалась такими учёными-материаловедами, как Н. Н. Давиденков, М. П. Марковец и др.

Читайте также  Подшипник по размерам

Например, по результатам проверки на твёрдость вдавливанием можно определить предел текучести вещества. Для высокохромистых нержавеющих сталей после различных режимов термообработки отклонение результатов, полученных таким методом, от разрушающих методов составило всего +0,9 % [ источник не указан 368 дней ] .

Также исследовалась связь между значениями твёрдости и другими прочностными характеристиками определяемыми при растяжении, такими, как предел прочности (временное сопротивление разрушению), относительное сужение и истинное сопротивление разрушению.