Pomiar twardości metodą Rockwell'a

Badanie odkształceń zewnętrznej warstwy części metalowych umożliwia określenie rzeczywistych możliwości przenoszenia obciążeń przez materiał.

Dokładne zapoznanie się z twardościomierzem ułatwi przyszłej kadrze technicznej przemysłu wykonywanie samodzielnych pomiarów twardości i ocenę wyników prób możliwości odkształceń warstwy wierzchniej realizowanych przez kontrolę techniczną. Jedną z podstawowych własności materiałów jest twardość. Dopuszczalne naciski powierzchniowe, trwałość maszyn i urządzeń zależy głównie od twardości. Porównanie jej jest możliwe w zakresie jednej metody i to z pewnym zastrzeżeniem.

Twardość jest miarą odporności materiałów przeciw odkształceniom trwałym, powstającym wskutek wciskania wgłębnika.

Pomiar twardości sposobem Rockwell'a (1922 r.) polega na dwustopniowym wciskaniu w badany przedmiot wgłębnika (stożek diamentowy lub kulka stalowa) przy określonych warunkach i pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku. Twardość Rockwell'a wyznacza się na podstawie głębokości odcisku wykonanego w materiale przy dwustopniowym wciskaniu wgłębnika. Dwustopniowość wciskania polega na zastosowaniu dwu wartości obciążenia: wstępnego F_o i głównego F₁. Przy obciążeniu F_o wgłębnik zagłębia się na głębokość wstępną ho w materiał. W tym położeniu ustawia się czujni na zerowe położenie; obciążenie wstępne jest realizowane przez ciężar samej dźwigni, bez obciążników. Następnie dodaje się obciążenie główne F₁ (w sumie działa więc obciążenie całkowite). Wgłębnik zagłębia się w materiał na głębokość h. Ponieważ w tym położeniu w materiale występują odkształcenia zarówno trwałe jak i sprężyste, wobec tego zdejmuje się obciążenie F, wgłębnik obciążony tylko obciążeniem F uniesie się nieco pod wpływem odkształcenia materiału, powstały odcisk jest więc już wynikiem odkształceń głównie plastycznych. Jako głębokość pomiarową do wyznaczania twardości Rockwell'a przyjmuje się wartość e', będąca odległością powstałą po przyłożeniu obciążenia głównego.

Rockwell'a charakteryzuje się dużą ilością skal pomiarowych. Najważniejsze z nich zestawione zostały w tabeli 1. Spośród tych skal najczęściej stosuje się skale C i B. Twardość wg skali C jest to wartość wyliczona ze wzoru: HRC = 100-e, w którym e=e'/0,002 - trwały przyrost głębokości odcisku wyrażony w jednostkach 0,002 mm. Dla skali B wzór ma postać: HRB = 130-e. Tak wyrażonej twardości na ogół nie oblicza się ze wzoru. Stosowane czujniki są wyskalowane bezpośrednio w jednostkach twardości (zwykle czarne oznaczenia podziałki odpowiadają skali C, czerwone - skali B).

Wymagania w zakresie dokładności twardościomierza Rockwell'a są wysokie.