2.2.Метод Роквелла

Твердість за методом Роквелла визначають шляхом вдавлювання в метал алмазного конуса з кутом біля вершини 120° або стальної кульки діаметром 1,588 мм (Рис.3). Навантаження на індентор прикладається послідовно: з початку попереднє 98,1 Н (10 кГс), потім повне, що становить разом з попереднім навантаженням 588, 981 і 1470 Н (60, 100 і 150 кгс) у залежності від твердості зразка (табл. 1.2).

Таблиця 1.2.

Параметри випробувань при визначенні твердості за методом Роквелла

Приблизна твердість за Вікерсом НV, МПа	Шкала	Тип індентора	Навантаження, Н	Допустимі границі вимірювання твердості за Роквеллом	Позначення твердості
600–2400	В	Кулька	981	25–100	HRB
2400–9000	С	Конус	1470	20–67	HRC
3900–9000	А	Конус	588	70–85	HRA

Число твердості за Роквеллом визначається за шкалою індикаторного приладу під час випробувань на твердомірі моделі ТК–2 (рис.4). Прес складається з корпусу 1, який має предметний столик 2 для розташування зразка; маховика 3 і гвинта 4 для підняття зразка до зіткнення з конусом або кулькою 5; пружини 6, яка створює попереднє навантаження 98,1 Н; підвіски з вантажами 7; привода пресу, який складається з електродвигуна 8, черв'ячного редуктора 9 і кривошипно–шатунного механізму 10; індикатора 11 для вимірювання глибини відбитка. Індикатор являє собою циферблат, на якому нанесено дві шкали, чорна і червона і є дві стрілки, велика та мала. Велика стрілка показує твердість, а мала призначена для контролю величини попереднього навантаження.

Порівняно з методом Брінелля метод Роквелла має такі переваги:

– випробовуються деталі високої твердості;

– мало пошкоджується поверхня при випробуванні;

– висока продуктивність;

– визначається твердість порівняно тонких зразків(товщиною до 0,4 мм).

На основі дослідних даних встановлено зв'язок між числами твердості за Роквеллом і Брінеллем, який дає змогу переводити одні числа твердості в інші(табл. 1.5).

Границя міцності σ_в, залежно від твердості, приблизно дорівнює: 0,34НВ – для сталі; 0,1 НВ – для сірого чавуну; 0,55 НВ – для міді, латуні, бронзи; 0,36 НВ – для алюмінію і його сплавів;

Рис. 1. Схема визначення твердості металів за методом Брінелля

Рис.2. Прес Брінелля моделі ТШ

Рис.3. Схема визначення твердості металів за методом Роквелла

Рис.4. Прес Роквелла моделі ТК–2

3. Устаткування, інструмент, матеріали

3.1. Прес Брінелля марки ТШ–2;

3.2. Прес Роквелла марки ТК–2;

3.3. Лупа для замірювання відбитків;

3.4. Зразок для випробувань.

4. Порядок виконання роботи

4.1. Вивчити будову твердомірів типів ТШ і ТК та їхню роботу.

4.2. Ознайомитись з правилами техніки безпеки при роботі з твердомірами типів ТШ і ТК.

4.3. Виміряти за методом Брінелля твердість зразків із різних сплавів. При цьому зразки повинні відповідати таким вимогам: товщина не менше десятиразової глибини відбитка і ширина не менше двох діаметрів кульки. Поверхня зразка повинна бути плоскою і не забруднена мастилами та окалиною.

Встановити зразок на предметний столик і обертанням маховика підняти його до наконечника з кулькою. Закрутити маховик до відказу, до створення попереднього навантаження 981Н. Центр відбитка повинен знаходитися від краю зразка не менше як на діаметр кульки, а від сусіднього відбитка – не менше як на два діаметри кульки.

Включити електродвигун привода. Після автоматичного виключення приладу опустити маховиком столик, зняти зразок і за допомогою спеціальної лупи виміряти діаметр лунки в двох взаємно перпендикулярних напрямках.

Твердість зразка визначити за допомогою формули та таблиць

4.4. Виміряти твердість зразків за методом Роквелла.

Для цього зразок встановити на предметний столик плоскою поверхнею. Повертанням маховика поступово підвести поверхню досліджуваного зразка до зіткнення з наконечником, потім плавним обертанням маховика надати попереднє навантаження поки мала стрілка індикатора не дійде до червоної точки. Після цього повернути циферблат шкали так, щоб велика стрілка збіглася з нулем шкали С. Прикласти основне навантаження до наконечника, для цього включити електродвигун і натиснути на клавішу. Зняти покази твердості за індикатором.

4.5. Числові дані вимірювання і всі виміри записати в таблиці 1.3, 1.4;

4.6. Користуючись співвідношенням між σ_В і НВ, визначити границю міцності для дослідних зразків.

4.7. Скласти звіт про виконану роботу.

5. Зміст звіту.

Звіт повинен містити: схеми визначення твердості за методом Брінелля та Роквелла; кінематичні схеми приладів ТШ і ТК–2; таблиці 1.3 і 1.4 з результатами випробувань.

Таблиця 1.3

Твердість зразка за методом Брінелля

Матеріал зразка	Наванта–ження Р, Н	Діаметр кульки D,мм	Витри–мка, с	Діаметр лунки, мм			Твердість. Н, Н/мм2		Границя міцності σВ, Н/мм2
							Обчислена за формулою	Визначена за таблицею
				1	2	3

Таблиця 1.4

Твердість зразка за методом Роквелла

Матеріал зразка	Наконечник	Навантаження Р,Н	Шкала	Покази індикатора			Твердість за Брінеллем, Н/мм2
				1	2	3