Koja je Rockwellova metoda? Metoda određivanja tvrdoće

Da bi učinkovito koristili metale u različitim izvedbama, važno je znati koliko su jaki. Tvrdoća je najčešće izračunata karakteristika kvalitete metala i legura. Postoji nekoliko metoda njegove odlučnosti: Brinell, Rockell, Super Rockwell, Vickers, Ludwik, Shor (Monotron), Martens. Članak će razmotriti metodu braće Rockwell.

Koja je metoda

Metoda Rockwella naziva se metoda ispitivanja materijala za tvrdoću. Za element koji se proučava izračunava se dubina prodiranja krutog vrha pokazatelja. Istodobno, teret ostaje isti za svaku skalu tvrdoće. Obično je 60, 100 ili 150 kgf.

Pokazatelj u studiji su kuglice trajnih materijala ili dijamantnih čunjeva. Oni bi trebali biti zaobljenih oštrih krajeva i imati kut pri vrhu od 120 stupnjeva.

Ova je metoda prepoznata kao jednostavna i brzo reproducibilna. Što mu daje prednost pred drugim metodama.

priča

Bečki profesor-istraživač Ludwig prvo je predložio upotrebu indentera za proučavanje tvrdoće prodorom materijala i izračunavanjem relativne dubine. Njegova je metoda opisana u radu iz 1908. godine "Testiranje konusa" (Die Kegelprobe).

Ova metoda ima nedostatke. Braća Hugh i Stanley Rockwell ponudio novu tehnologiju koja eliminira pogreške mahanicheskogo mjerenja nesavršenost sustava (razmaci i površinskih grešaka, kontaminacije materijala i dijelova). Profesori su izumili ispitivač tvrdoće - uređaj koji određuje relativnu dubinu penetracije. Koristi se za ispitivanje čeličnih kugličnih ležajeva.

definicija tvrdoća metala Metode Brinell i Rockwell zaslužile su pozornost u znanstvenoj zajednici. ali Brinellova metoda inferioran - bio je spor i nije se koristio za otvrdnute čelike. Stoga se ne može smatrati metodom nerazornih ispitivanja.

U veljači 1919. mjerač tvrdoće patentiran je pod brojem 1294171. U to vrijeme Rockwell je radio na tvrtki koja proizvodi kuglične ležajeve.

U rujnu 1919. Stanley Rockwell napustio je tvrtku i preselio u New York State. Tamo je podnio zahtjev za poboljšanjem uređaja koji je usvojen. Novi uređaj je patentiran i unaprijeđen do 1921.

Krajem 1922. Rockwell je osnovao postrojenje za toplinsku obradu, koja još uvijek funkcionira država Connecticut. Od 1993. godine bio je član korporacije Instron.

Prednosti i nedostaci metode

Svaka metoda proračuna tvrdoće je jedinstvena i primjenjiva u bilo kojem području. Metode određivanja tvrdoće Brinella i Rockwell su osnovne.

Postoji niz prednosti metode:

• mogućnost provođenja pokusa s visokom tvrdoćom;
• manje oštećenja površine tijekom ispitivanja;
• Jednostavna metoda koja ne zahtijeva mjerenje promjera ispisa;
• Proces testiranja je dovoljno brz.

nedostaci:

• u usporedbi s Brinell i Vickers tvrdočama, Rockwell metoda nije dovoljno točna;
• pažljivo pripremite površinu uzorka.

Struktura Rockwellove ljestvice

Za ispitivanje tvrdoće metala metodom Rockwell, izvedeno je samo 11 ljestvica. Njihova je razlika u omjeru vrha i opterećenja. Vrh može biti ne samo dijamantni češer, već i kugla od legure karbida i volframa ili otvrdnutog čelika u obliku kugle. Savjet fiksiran u instalaciji zove se identifikator.

Vage su obično označene slovima latinske abecede: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T.

Ispitivanja čvrstoće provode se na osnovnim mjerilima - A, B, C:

• Skala A: testovi s dijamantnim konusom s opterećenjem od 60 kgf. Oznaka je HRA. Takva se ispitivanja provode za tanke krute tvari (0,3-0,5 mm);
• Skala B: testovi s čeličnom kuglom s opterećenjem od 100 kgf. Oznaka je HRB. Ispitivanja se provode na temperiranim blagim čeličnim i obojenim legurama;
• Skala C: testovi s konusom s opterećenjem od 150 kgf. Oznaka je HRC. Testovi se izvode na prosječno metala tvrdoće, ojačan i zakaljen čelik ili slojeva debeo nije više od 0,5 mm.

Tvrdoća Rockwell obično se naziva HR s trećim slovom mjerila (na primjer, HRA, HRC).

Formula za izračun

Tvrdoća materijala utječe na dubinu prodiranja vrha. Što je subjekt teži, to je manji prodor.

Da bismo brojčano odredili tvrdoću materijala, potrebna je formula. Njegovi koeficijenti ovise o skali. Da bi se smanjila pogreška mjerenja, potrebno je uzeti relativnu razliku u dubini prodiranja indtertera u trenutku primjene glavnog i prethodnog (10 kgf) opterećenja.

Postupak mjerenja tvrdoće Rockwell uključuje uporabu formule: HR = N- (H-H) / s, pri čemu je razlika H h ukazuju relativnu dubinu prodiranja s indenter pod tlakom (idejnog i glavni), je vrijednost izračunata na mm. N, s su konstante, ovise o određenom mjerilu.

Tester tvrdoće Rockwell

Mjerač tvrdoće je uređaj za određivanje tvrdoće metala i legura metodom Rockwell. To je uređaj s dijamantnim konusom (ili kuglom) i materijalom u koji stisnuti konus. Također, opterećenje je pričvršćeno za podešavanje sile utjecaja.

Indikator prikazuje vrijeme. Proces se odvija u dvije faze: najprije se gura snaga od 10 kgf, a onda je jača. Za više pritiskanja koristi se konus, za manju - kuglu.

Istraženi materijal nalazi se vodoravno. Diamond se spušta na njega uz pomoć poluge. Za glatko podizanje, uređaj koristi ručku s prigušivačem ulja.

Glavno vrijeme učitavanja je obično 3 do 6 sekundi, ovisno o materijalu. Prethodno učitavanje mora se održavati sve dok se rezultati ispitivanja ne dobiju.

Velika strelica pokazivača se pomiče u smjeru kazaljke na satu i odražava rezultat eksperimenta.

Najpopularniji su u praksi takvi modeli tvrdoće Rockwell:

• Stacionarni instrumenti "Metrotest" model "ITR", na primjer, "ITR-60/150-M".
• Ispitivači tvrdoće Qness GmbH model Q150R.
• Stacionarni automatizirani uređaj TIME Group Inc model TH300.

Postupak ispitivanja

Studija zahtijeva pažljivu pripremu. Prilikom određivanja tvrdoće metala metodom Rockwell, površina uzorka mora biti čista, bez pukotina i vage. Važno je stalno provjeravati jesu li opterećenja primijenjena okomito na površinu materijala i je li stabilna na stolu.

Dojam pri pritiskanju konusa ne smije biti manji od 1,5 mm, a kada je lopta pritisnuta, više od 4 mm. Za učinkovite proračune, uzorak treba biti 10 puta deblji od dubine penetracije indentera nakon uklanjanja glavnog opterećenja. Također, potrebno je provesti najmanje tri testa jednog uzorka, nakon čega se rezultati trebaju prosjekirati.

Faze ispitivanja

Da bi eksperiment imao pozitivan rezultat i malu pogrešku, treba se pridržavati postupka za njegovo provođenje.

Faze ispitivanja tvrdoće Rockwell:

1. Odredite s izborom ljestvice.
2. Postavite neophodni indenter i učitajte.
3. Provesti dva testa (nije uključena u rezultate) ispisati kako biste ispravili instalaciju uređaja i uzorka.
4. Postavite referentni blok na tablicu uređaja.
5. Ispitajte preload (10 kgf) i resetirajte ljestvicu.
6. Primijeni glavno opterećenje, pričekajte maksimalne rezultate.
7. Uklonite opterećenje i očitajte dobivenu vrijednost na brojčaniku.

Pravila dopuštaju ispitivanje jednog uzorka pri ispitivanju masovne proizvodnje.

Što će utjecati na točnost

U provođenju bilo kojeg ispitivanja važno je uzeti u obzir različite čimbenike. Identifikacija tvrdoće pomoću Rockwell metode također ima svoje osobitosti.

Čimbenici kojima treba riješiti:

• Debljina ispitnog uzorka. Zabranjeno je koristiti uzorak, koji je manji od deset puta dubine prodiranja vrha, u skladu s pravilima eksperimenta. To jest, ako je dubina prodiranja 0,2 mm, tada materijal treba biti debljine najmanje 2 cm.
• Između otisaka na uzorku treba promatrati udaljenost. Tri su promjera između središta najbližih otisaka.
• Treba uzeti u obzir moguće promjene u rezultatima eksperimenta na biranju, ovisno o položaju istraživača. To jest, čitanje rezultata treba biti učinjeno s jedne točke gledišta.

Mehanička svojstva u ispitivanjima čvrstoće

Dodjeljivanje i istražiti karakteristike čvrstoće materijala i rezultate metode tvrdoće ispitivanja za određivanje Rockwell tvrdoće dogodilo u tim materijalima znanstvenika, znanstvenici poput Davidenkov NN, Markovets MP i drugi.

Prema rezultatima ispitivanja tvrdoće utiskivanjem, metode proračuna snagu prinosa. Ovaj odnos izračunava se za nehrđajući čelik visokog kroma koji je podvrgnut višestrukoj toplinskoj obradi. Prosječna vrijednost devijacije, uz upotrebu dijamantnog indentera, bila je samo 0,9%.

Također su u tijeku studije za određivanje ostalih mehaničkih svojstava materijala koji se odnose na tvrdoću. Na primjer, krajnja snaga (ili privremena otpornost), pravi otpor pri lomovima i relativna suženja.

Alternativne metode za određivanje tvrdoće

Tvrdoća se može mjeriti ne samo Rockwellovom metodom. Razmotrite glavne točke svake metode i njihove razlike. Ispitivanja pod statističkim opterećenjem:

• Ispitni uzorci. Metode Rockella i Vickersa omogućuju testiranje relativno mekih i povećanih materijala čvrstoće. Metoda Brinell je dizajnirana za proučavanje više mekih metala tvrdoće do 650 HBW. Super-Rockwell metoda omogućuje ispitivanje tvrdoće pri niskim opterećenjima.
• Gost. Rockwell odgovara GOST 9013-59, Brinellu metoda - 9012-59, Vickers tvrdoća ispitivanje - 2999-75, Shor metoda - GOST 263-75, 24.622 do 91, 24.621 do 91, ASTM D2240, ISO 868-85.
• Ispitivači tvrdoće. Uređaji istraživača Rockwell i Shore razlikuju se po svojoj jednostavnosti korištenja i malim dimenzijama. Vickersova oprema omogućuje testiranje na vrlo tankim i malim uzorcima.

Eksperimenti pod dinamičkim pritiskom provedeni su prema metodi Martel, Poldi, uz pomoć vertikalne kopirke Nikolayev, Schopper i Baumanov opružni instrument, i drugi.

Tvrdoća se također može mjeriti grebanjem. Takva su ispitivanja provedena uz pomoć datoteke Barb, uređaja Monters, Hankins, mikrobakterija Birbauma i drugih.

Usprkos nedostatcima, Rockwellova metoda je naširoko korištena za ispitivanje tvrdoće u industriji. Ona se odlikuje jednostavnost implementacije, uglavnom zbog činjenice da nije potrebno mjeriti trag pod mikroskopom i poliranje površine. Ali metoda nije tako precizna kao predložena istraživanja Brinella i Vickersa. Tvrdoća, izmjerena na različite načine, ima ovisnost. Naime, učinkovite jedinice za Rockwell mogu se prenijeti u Brinellove jedinice. Na zakonodavnoj razini, postoje propisi, primjerice ASTM E-140, koji se vrijednosti tvrdoće u odnosu.