Rockwell Sertlik

Что такое Твёрдость по Роквеллу?

В методе Роквелла сначала прикладывается предварительная нагрузка, затем общая нагрузка, которую затем снимают; твердость считывается непосредственно из постоянной разницы глубины, остающейся под предварительной нагрузкой. Поскольку отступ не измеряется, результат получается мгновенно. Различные шкалы (такие как HRC, HRB, HRA) определяются с помощью алмазных конусных или шариковых инденторов.

Твёрдость по Роквеллу: цель

Целью является быстрое и воспроизводимое измерение твердости на производственной линии и при контроле качества. Проверка твердости после термообработки является наиболее распространенным применением.

К каким изделиям применяется Твёрдость по Роквеллу?

Детали из термообработанной стали
Крепежи и болты
Компоненты подшипников
Режущие инструменты и штампы
Изделия из цветных металлов (с шариковыми весами)

В каких отраслях применяется Твёрдость по Роквеллу?

МеталлАвтомобильная промышленностьАэрокосмическая промышленностьСтроительствоМашиностроение

Стандарты, связанные с Твёрдость по Роквеллу

ISO 6508-1 (Испытание на твердость по Роквеллу — метод испытания)
ISO 6508-2 (поверка и калибровка испытательных машин)
ISO 6508-3 (калибровка эталонных образцов)
ASTM E18 (твердость металлических материалов по Роквеллу)

Твёрдость по Роквеллу: условия

Выбор масштаба: Шкала, определенная в стандарте (HRC, HRB, HRA и т. д.), выбираемая в зависимости от материала и ожидаемой твердости.
Индентор: Алмазный конус или шарик из твердого металла; по шкале
Загрузка шагов: Предварительная и общая нагрузка взяты из определения весов.
Чтение: Значение твердости считывается непосредственно из постоянной разницы глубины.

Оборудование для Твёрдость по Роквеллу

Машина для определения твердости по Роквеллу
Алмазные конусы и шариковые инденторы
Эталонные образцы твердости
Наковальни и V-образные блоки для поддержки образцов
Оборудование для подготовки поверхности

Требования к образцам для Твёрдость по Роквеллу

Измерительная поверхность должна быть ровной, чистой и свободной от окалины.
Толщина образца должна соответствовать минимуму, требуемому шкалой.
Отступ на задней стороне делает результат недействительным.
Поправку в стандарте необходимо применять для цилиндрических поверхностей.
Точки измерения должны находиться на достаточном расстоянии от края и друг от друга.

Твёрдость по Роквеллу: продолжительность

Одно измерение занимает секунды. Эта скорость является наиболее заметным преимуществом метода; общая продолжительность определяется подготовкой образца.

Твёрдость по Роквеллу: порядок проведения

1Поверхность образца подготавливается и прочно фиксируется на наковальне.
2Подбираются масштаб и индентор, соответствующие материалу.
3Машина проверяется с помощью эталонного образца.
4Прикладывается предварительная нагрузка и шкала устанавливается на ноль.
5Прикладывается общая нагрузка, выдерживается определенное время и снимается.
6Значение твердости считывается напрямую.
7Измерение повторяется в нескольких точках и усредняется.

Твёрдость по Роквеллу: критерии приёмки

Стандарт метода определяет, как проводится тест, а не каким должен быть результат. Предел приемки определяется стандартом материала, спецификацией продукта или техническим чертежом клиента; поэтому на этой странице нет числовых ограничений.

Оценка результатов

Результат всегда должен сообщаться с названием шкалы; Значение Роквелла без шкалы бессмысленно. Преобразования между различными шкалами являются приблизительными и используются только для материалов, для которых стандарт дает таблицу.

Твёрдость по Роквеллу: протокол

Идентификация образца, тип материала и номер отливки/партии, если таковые имеются.
Геометрия, размеры и метод подготовки образца
Применяются стандартные и испытательные условия
Температура испытания и условия окружающей среды
Измеренные значения и расчетные величины
Фотографии поверхности излома или вмятин (если применимо)
Неопределенность измерения (по запросу)
Заявление о том, что результат применим только к образцу, представленному на испытания.

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

EN 10204 (документы по контролю металлических изделий)
Регламент ЕС 305/2011 о строительной продукции (для продукции, используемой в строительстве)
Гармонизированные стандарты, применяемые в зависимости от семейства продуктов

Mekanik Testler — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Твёрдость по Роквеллу; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Механические испытания измеряют поведение материала или детали под нагрузкой. Семейство охватывает статическое нагружение (растяжение, сжатие, изгиб), зависящее от времени поведение (усталость, ползучесть), а также твёрдость и износ вплоть до трещиностойкости.

Общая черта этих испытаний в том, что результат сообщается как СВОЙСТВО МАТЕРИАЛА. Предел текучести или твёрдость — не решение о соответствии; это числовые данные, с которыми будут сравниваться конструкция и стандарт продукта. Поэтому протоколы механических испытаний обычно служат исходными данными для инженерного решения, а не для утверждения продукта — выбор материала, коэффициент запаса, прогноз срока службы.

Различие между статическим и динамическим поведением — ключ к пониманию этой области. Деталь может казаться совершенно ненапряжённой под статической нагрузкой, но сломаться при повторной нагрузке; усталостное разрушение происходит при напряжениях значительно ниже предела текучести и не даёт предупреждения. Для вращающихся, вибрирующих или циклически нагружаемых деталей испытание на растяжение само по себе поэтому не является достаточным доказательством.

Условия испытания определяют результат, и это критично для читаемости отчёта: геометрия образца, скорость нагружения, температура, кондиционирование и схема захвата. Один и тот же материал даёт разные значения при разных условиях. В пластиках эффект скорости очень выражен, в металлах — эффект температуры; в композитах ориентация образца полностью меняет результат.

Твёрдость — наиболее неправильно используемое измерение в этой области. Поскольку она быстрая, почти неразрушающая и недорогая, её часто используют вместо прочности. Таблицы пересчёта твёрдости в прочность существуют, но они ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫ и зависят от группы материала; использовать их как единственное доказательство при приёмке материала неправильно.

Область механики разрушения требует особой компетенции. Измерения трещиностойкости и скорости роста усталостной трещины позволяют рассчитать, как долго продержится растрескавшаяся конструкция; они являются основой проектирования, допускающего повреждения, в таких областях, как оборудование под давлением, авиационные конструкции и трубопроводы.

Группы методов в этой области

Статические испытания
Растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и кручение. Получают предел текучести и прочность на растяжение, удлинение и модуль упругости.
Испытания на удар
Ударная вязкость по Шарпи и Изоду с надрезом; вязко-хрупкий переход материала определяется в зависимости от температуры.
Твердость
Бринелль, Виккерс, Роквелл, Шор и микротвёрдость. Ценно для глубины поверхностной обработки и локальных различий прочности.
Усталость
Осевая усталость с контролем силы и деформации, усталость при изгибе; кривые Вёлера (S-N) и предел выносливости.
Ползучесть и релаксация напряжений
Поведение под долговременной нагрузкой при высокой температуре; определяющий фактор для материалов котлов, турбин и оборудования под давлением.
Механика разрушения
Трещиностойкость в условиях плоской деформации, J-интеграл, CTOD и скорость роста усталостной трещины.
Износ и трение
Истирание по Табору и на вращающемся барабане, измерения коэффициента трения.

Часто путаемое в этой области

Расчёт прочности по твёрдости приблизителен; его нельзя использовать как единственное доказательство при приёмке материала.
Достаточная статическая прочность не подтверждает усталостную прочность; циклически нагружаемая деталь требует отдельного испытания.
Если скорость и температура испытания не указаны, результат нельзя сравнивать — особенно для полимеров и композитов.
Испытательный образец и реальная деталь могут давать разные значения; ориентация при формовании, линии спая и различия в обработке поверхности — всё это влияет на результат.
Значение прочности, указанное для композита без указания ориентации образца, не имеет смысла.
Аналоги ASTM и ISO измеряют одну и ту же величину, но используют разную геометрию образцов; результаты не считаются напрямую эквивалентными.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Верификация конструкции и выбор материала
Входной контроль материалов и одобрение поставщика
Выполнение механических требований стандарта на продукцию
Анализ отказов, прогнозирование срока службы и расчёт живучести при повреждении
Проверка процессов термической и поверхностной обработки

Связанные тесты

Твёрдость по Роквеллу: частые вопросы

Как делается выбор между HRC и HRB?

HRC используется с алмазным конусом для твердых материалов, HRB — с шариком для более мягких материалов. Показания, полученные за пределами допустимого диапазона весов, не являются надежными.

Наносится ли Роквелл на тонкий лист?

Вместо обычных шкал используются поверхностные шкалы Роквелла (такие как HR15N, HR30T). Они работают с меньшими нагрузками и дают хорошие результаты на тонких срезах.