Определение твердости по Роквеллу.

При определении твердости по методу Роквелла в качестве индентора, вдавливаемого в испытываемый материал, применяют алмазный твердосплавный конус с углом при вершине 120°С или стальной закаленный шарик диаметром 1,500 мм.

Индентор вдавливается в образец (рис.5) под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной Pо и основной PI.

Общая нагрузка Р = Pо + PI.

Число твердости HR по Роквеллу выражают формулами :

HRC = 100 – (h-hо)/0,002 (для конуса);

HRB = 130 – (h-hо)/0,002 (для шарика);

Величина 0,002 мм – цена деления шкалы индикатора – глубиномера – условная единица твердости.

Прибор измеряет разность между глубиной отпечатков, полученных под действием полной нагрузки и предварительной, т.е. глубину отпечатка от основной нагрузки.

Единица твердости по Роквеллу – безмерная величина, соответствующая осевому перемещению индентора в металл на 0,002 мм. Она не имеет единиц твердости по Бринеллю, но может быть пересчитана на числа твердости по Бринеллю с помощью специальных диаграмм и таблиц.

На приборе Роквелла можно измерять твердость:

1. Закаленных и низкоотпущенных сталей и др. сплавов(с твердостью более РИ 150) алмазным конусом с общей нагрузкой 150кгс. Обозначение: HRC.

2. Мягких отожженных сталей, чугунов, цветных сплавов стальным шариком с нагрузкой 100 кгс в деталях или образцах толщиной 0,8 – 2 мм. Обозначение: HRB.

3. очень твердых металлов и сплавов, а так же тонких (0,3 – 0,5 мм) упроченных поверхностных слоев и пластинок алмазным конусом с нагрузкой 60 кгс. Обозначение: HRA.

Твердость в числах HRA можно перевести на числа HRC по формуле: HRC = 2HRA – IQ4

Условия и пределы измерения твердости по Роквеллу установлены ГОСТом ( таблица 2).

Таблица 2.

Обозначение шкалы Роквелла.	Тип Наконечника.	Нагрузка, кгс.	Обозначение чисел твердости.	Допускаемые приделы измерения твердости.
В	Шарик стальной	100	HRB	25 – 100
C	Конус алмазный	150	HRC	20 – 67
A	Конус алмазный	60	HRA	70 - 95

Преимущества способа Роквелла является быстрота измерений. Недостатком – необходимость шлифования рабочей поверхности в силу малой глубины отпечатка и отрицательного влияния на точность измерения загрязненности, вибраций и др. условий производства.

Определение твердости по Виккерсу.

При стандартном измерении твердости по Виккерсу ( ГОСТ 3999-59) в поверхность образца вдавливается индентор в форме четырехгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 136°. Твердость хорактирезуеться площадью полученного отпечатка. Индентор вдавливается при нагрузках 1, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 или 120 кгс.

Твердость по Виккерсу HV, так же как и по Бринеллю, определяют как усилие, приходящееся на площадь боковой поверхности полученного пирамидального отпечатка:

Где Р – нагрузка на пирамиду, кгс.

α – угол между противоположными гранями пирамиды 136°.

d – среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм.

Числа твердости по Виккерсу и по Бринеллю имеют одинаковую размерность и для материалов твердости до HB 450 практически совпадают. Алмазная пирамида повышает точность измерения даже при проникновений её на небольшую глубину и делает этот способ особенно пригодным для определения твердости тонких или твердых слоев. (рис.6*)