Определение твердости материала: метод Роквелла

Приобретаем ли мы для своих нужд корончатые фрезы, резцы или прочие режущие инструменты, которые предполагает магнитный сверлильный станок или другое оборудование для обработки металлических поверхностей, древесины, пластика, мы обязательно обращаем внимание на твердость этого инструмента. Связано это с тем, что такая характеристика является одной из основополагающих для режущего инструмента. Именно по ней мы судим о том, справится ли наш инструмент со стоящей перед ним задачей.

Известно, что методов для определения твердости материалов существует немало. Один из достаточно востребованных среди них – метод Роквелла. Его суть состоит в измерении разности между:

– максимальной (условной) глубиной проникновения в материал индентора под воздействием основной нагрузки;

– и остаточной глубиной внедрения индентора.

При этом:

– глубина получившегося отпечатка определяется в самом процессе внедрения;

– приложение нагрузки происходи в 2 стадии – предварительная, а уже затем основная.

Когда предварительная нагрузка произведена и зафиксирована, индикатор измерения глубины снова обнуляется, прикладывается основная нагрузка, после которой измеряется остаточная глубина внедрения.

Устройство, с помощью которого производятся все необходимые манипуляции, называется твердомером. Единицей его шкалы является глубина вдавливания, равная 2 мкм.

При применении метода Роквелла используют:

– стальной шарик, имеющий общую нагрузку в 100 гкс, посредством которого определяют твердость цветных сплавов, а также отожженной мягкой стали;

– алмазный конус с величиной общей нагрузки в 150 гкс, позволяющий определить твердость поверхностных слоев материалов толщиной больше 0.5 мм, отпущенной и закаленной стали и материалов, чья твердость обозначается как средняя;

– алмазный конус, общая нагрузка которого составляет 60 гкс. Им оценивается твердость поверхностных слоев толщиной 0.3–0.5 мм, а также очень твердых и тонколистовых материалов.

К условиям применения метода Роквелла относятся следующие:

– исследуемое изделие должно располагаться на столике твердомера устойчиво;

– поверхности изделия не должно иметь трещин, окалины, выбоин и прочих повреждений или загрязнений;

– толщина исследуемой поверхности должна быть как минимум в 10 раз большей по сравнению с предполагаемой глубиной внедрения индентора;

– прилагаемое к поверхности усилие должно осуществляться под прямым углом к ней;

– конечным результатом следует считать усредненную величину трех произведенных измерений для одного изделия.