Bez nazwyC

7. POMIAR TWARDOŚCI SPOSOBEM ROCKWELLA

7.1. Zasada pomiaru

Wyznaczanie twardości sposobem Rockwella polega na pomiarze głębokości odcisku powstałego w czasie dwustopniowego wciskania wgłębnika w badany materiał. Sposób Rockwella różni się więc zasadniczo od sposobów Brinella i Vicker-sa. Poszczególne etapy pomiaru twardości zostały przędstawione na rysunku 7.1.

Rys. 7.1. Etapy dwustopniowego pomiaru twardości sposobem Rockwella: a) przygotowanie do pomiaru, b) przyłożenie obciążenia wstępnego F₀, c) przyłożenie obciążenia głównego F\, d) usunięcie obciążenia głównego F_It odczyt wyniku, e) opuszczenie stolika, przygotowanie do następnego pomiaru; I — badany przedmiot, 2 — stolik, 3 - śruba podnosząca stolik

Etapy pomiaru twardości sposobem Rockwella są następujące:

1. Badany przedmiot spoczywający na stoliku twardościomierza dzięki podnoszeniu stolika za pomocą śruby podnośnej zostaje obciążony statycznie obciążeniem wstępnym Fo, pod którego wpływem wgłębnik zostaje wciśnięty w badany materiał na głębokość ho (rys. 7.la, 7.Ib).

2.    Do obciążenia wstępnego Fq zostaje dodane statycznie obciążenie główne F\, powodujące dalsze zagłębianie się wgłębnika w badany materiał na głębokość /i, (rys. 7.1 c).

3.    Odciążenie wgłębnika przez odjęcie siły F\ powoduje podniesienie się wgłębnika o wartość h₂. Podniesienie wgłębnika jest spowodowane sprężystością badanego materiału oraz odkształceniami twardościomierza. Trwały przyrost głębokości odcisku mierzony od linii odniesienia h = h\ - h₂ jest podstawą do określenia twardości (rys. 7.Id). Twardość Rockwella mierzona jest więc głębokością odcisku w badanym materiale.

4.    Opuszczenie stolika powoduje odciążenie wgłębnika (przestaje działać siła F₀).

Przyjęcie trwałego przyrostu głębokości odcisku jako miary twardości spowodowałoby, że twardość metali twardych byłaby określona małymi wartościami liczbowymi (mała wartość h), a metali miękkich - dużymi. Taka skala twardości byłaby w sprzeczności ze skalami Brinella i Vickersa. Odwrócenie skali Rockwella następuje w wyniku umownego przyjęcia, że twardość wyrażona jest różnicą TC- h, odniesioną do pewnej stałej c, czyli

HR =

K-h

c

(7.1)

gdzie: K - stała wartość, zależna od rodzaju wgłębnika oraz skali twardości [mm], h - trwały przyrost głębokości odcisku [mm], c - wartość jednostki twardości, zależna od skali twardości [mm].

Sposób pomiaru twardości Rockwella opracowano w USA. Sposób ten umożliwia pomiar za pomocą 20 skal twardości, różniących się obciążeniami, kształtem wgłębników i zastosowaniami. Polskie normy przewidują stosowanie 11 skal twardości (w PN-9I/H-04355 opisano skale A, B, C, D, £, F, G, H i K, natomiast w PN-82/04362 - skale N i T). Charakterystykę znormalizowanych skal twardości przedstawiono w tablicy 7.1. W Polsce najszerzej stosowane są skale B i C.

Po podstawieniu do ogólnego wzoru (7.1) odpowiednich wartości K i c otrzymuje się wzory do wyznaczania twardości Rockwella dla poszczególnych skal.

Dla skal z wgtębnikiem diamentowym A, C i D otrzymuje się:

HRA

(7.2)

Dla skal z wgłębnikiem w postaci stalowej kulki B, E, F i G:

. ........