Шкала роквелла: Шкала Роквелла. Твердость по Роквеллу

alexxlab | 08.10.1999 | 0 | Разное

Шкала Роквелла. Твердость по Роквеллу

«Испытание конусом». Это название книги, в которой впервые было предложено измерять твердость материалов путем проникновения в них алмазного конуса.

Его вдавливают в испытуемый образец с определенной силой. По глубине борозды определяют податливость материала. Он всегда уступает, вопрос лишь, насколько, ведь алмаз – самый прочный в мире камень.

Книга написана профессором Людвигом. Издана брошюра в 1908-ом году. С тех пор и существует шкала Роквелла. Почему Роквелла, а не Людвига? Об этом, и не только, далее.

Секрет названия шкалы Роквелла

Профессор Людвиг подготовил теоретическую базу, но не изобрел машину для измерения. Чтобы конус надавил на материал с определенной силой, нужен отлаженный механизм.

Его придумали двое изобретателей из Коннектикута. Одного американца звали Стенли, другого – Хью. Фамилия одна на двоих – Роквелл. Мужчины были дальними родственниками, работали на предприятии – New Dearture Manufacturing.

Роквеллы работали на благо своего предприятия. Нужно было определять эффект термообработки на подшипниках из закаленной стали. В 1900-ом взяли на вооружение метод Бринелля.

Он предлагал вдавливать в испытуемый материал шарик все из той же закаленной стали. Процесс был медленным, а отпечаток слишком внушительным, чтобы считаться неразрушающим.

Показатель твердости определялся по диаметру следа. Диапозон шкалы Роквелла был больше, метод быстрее, отпечатки на деталях после него – незначительными. Важной стала глубина следа, а не его диаметр.

Благодаря новой установке New Dearture Manufacturing уже к 1916-му году вошла в корпорацию General Motors. Как же выглядит аппарат Роквеллов?

На чем определяют твердость по шкале Роквелла

Установка отдаленно напоминает швейную машину. Есть импровизированная игла – алмазный конус (или шарик) и материал, в который игла должна войти. Для этого подвешивают груз, регулирующий силу воздействия.

Время отображается на индикаторе. Делают 2 подхода. Первое нажатие равно 10 килограммам силы (кгс), второе – 100 или 150-ти. Меньшее давление оказывается шариком, большее – конусом.

Испытуемый материал лежит на так называемом столике. Алмаз на него опускается с помощью грузового рычага. Опуститься плавно ему помогает рукоять с масленым амортизатором.

Основную нагрузку выдерживают 3-6 секунд, в зависимости от размеров испытуемого образца. Сила воздействия на него, кстати, тоже зависит от величины.

Предварительную нагрузку сохраняют вплоть до получения результата. Его отображает большая стрелка индикатора, движущаяся по часовой. Какие цифры может указать прибор, и что они означают? Давайте выяснять.

Строение шкалы Роквелла

Существует 11 шкал Роквелла. Они отличаются по соотношению наконечника к нагрузке. Наконечник в установке именуется идентером. Алмазный конус уже давно не является его единственным вариантом. 

Применяются, так же, шарики из сплава карбида с вольфрамом, а так же, сферы из закаленной стали. Шкалы обозначаются латинскими буквами: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T. Наиболее распространены A, B и С.

Шкала А соответствует алмазному конусу. Угол при его вершине обязательно составляет 120 градусов. Нагрузка при воздействии алмазом равна 60 кгс. 100 кгс – нагрузка уже карбидного шарика шкалы В. Для нее применима и сфера из стали. Важен диаметр шарика в 1/16 дюйма. Это чуть больше полутора миллиметров.

Шкала Роквелла, таблица которой обозначается буквой С, снова посвящена алмазному конусу с углом при вершине в 120 градусов. Разница в нагрузке. В отличие от А, она составляет не 60, а 150 кгс.

Буквенное обозначение шкалы Роквелла добавляется к результату, выраженному числом. Рядом располагается указатель HR – твердость по Роквеллу.

Теперь, остается разобраться, какая величина считается по шкале прибора Роквелла

приемлемой для тех, или иных изделий. Показатель важен не только для подшипников и прочих элементов автомобилей, самолетов, ракет.

Цифры имеют значение, к примеру, при выборе ножей. Они, как правило, делаются из закаленной стали. Далее, расскажем, какие стоит брать, а какие нет.

Шкала Роквелла для ножей, и не только

Холодное оружие, обычно, делается из закаленной стали. Шкала Роквелла доходит до 100 баллов. Для марки закаленной стали Y9 показатель равен 58-ми. 35XM – марка сплава, характеризующаяся отметкой 45-53 HRC.

Если говорить о ножах, особенно ценится японская Аогами. Твердость этой стали по шкале Роквелла —  около 67-ми баллов. Максимальный показатель для ножевого сплава – 70 единиц.

«Аогами» в переводе с японского означает «голубая бумага». Такова обертка, в которую заворачивают стальные заготовки. Однако, цифры на клинках могут ввести в заблуждение.

В мире есть около 10-ти шкал, применяемых для измерения твердости сплавов, металлов. Остается в ходу метод Бринелля. Существуют шкалы Виккерса, Шора, Аскера. Их показатели пишутся, как правило, по одной схеме. Отличаются лишь буквы. По Виккерсу, к примеру, записи дополняют буквы HV.

Разнятся и числа. Но, смысл их становится понятным, лишь в случае знания буквенных обозначений для всех шкал. Так, то, что по Роквеллу не больше 86-ти, по Шору – уже 102, а по Виккерсу – больше 1 000.

На комментарии продавцов ориентироваться приходится редко. В большинстве магазинов консультанты либо путаются в нюансах всех известных шкал и обозначений на продукции, либо не владеют информацией даже в общих чертах.

Если на ножах шкала Роквелла (HRC) отображается, то на машинных деталях отметка не ставится. Нет ее и в сопроводительных документах. Ориентироваться приходится лишь на марку сплава.

В начале главы указывалось, что для каждого состава есть установленные границы. Твердость подшипниковой стали по шкале Роквелла должна быть не меньше 56,5 единиц.

В противном случае, детали отбраковываются. Берется усредненный показатель обоймы, а не каждого подшипника в отдельности.

Что может повлиять на точность измерений методом Роквелла

Напоследок заметим, что отбраковка деталей может делаться не только после измерений, но и до их начала. В установку не помешаются материалы, толщина которых меньше десятикратной глубины проникновения алмазного конуса.

Предельная глубина его внедрения равна 0,2 миллиметра. То есть, для испытаний подходят детали толщиной от 2- сантиметров. Если штамп проставлен на более тонком элементе, замеры, наверняка, неверные.

Ограничиваться должно и расстояние между отпечатками. Минимальный показатель – 3 диаметра. Ровно столько места нужно оставлять между центрами 2-х соседних оттисков. Третий момент, влияющий на объективность измерений – параллакс.

Слово греческое, означает «смену», «чередование». Речь об изменении положения объекта относительно удаленного фона. Параллакс не должен присутствовать при считывании показаний с циферблата установки Роквелла.

Нюансов работы со шкалой Роквелла, как видно, масса. Зато, точное измерение твердости сплава дает примерные знания о других его характеристиках, к примеру, пределе прочности, сопротивлении разрушениям и относительном сужении.

Связь показателей описана в трудах Николая Давиденко и Михаила Марковца. Оба – советские ученые материаловеды.

Шкала роквелла для ножей таблица

Твердость клинков современных кухонных ножей принято определять в единицах по шкале Роквелла. Показатель в 40-45 единиц считается низким и соответствует изделиям из мягких металлов, а значение 60-63 соответствует лезвиям высокой твердости. Например, ножи SuncraftMU соответствуют значению 59 HRC, и это очень высокий показатель.

Однако, для обычного пользователя сложная производственная терминология мало понятна. Что, например, представляет собой упомянутая выше шкала Роквелла, и какое значение твердости можно считать оптимальным для кухонного ножа?

Методом Роквелла принятой называть самый простой и доступный способ определения твердости металлов, основанный на проникновении твердого наконечника твердомера вглубь материала и измерении глубины такого проникновения. Метод назван именем американских изобретателей Роквеллов, которые в начале 20-х годов прошлого века сконструировали и запатентовали твердомер – машину для определения глубины проникновения наконечника в металл.

Сегодня известно 11 шкал определения твердости – A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Все они имеют свои особенности и специфику измерения, а полученный результат обозначается символом HR, к которому добавляется буква, соответствующая шкале измерения. Поскольку твердость ножей измеряется единицами HRC, нас интересует шкала С.

В соответствии с условиями проведения тестирования по шкале С, величина твердости измеряется как разница глубины проникновения алмазного конуса с углом 120° в области вершины при приложении нагрузки 150 кгс. Чем тверже материал, тем меньше будет проникновение наконечника.

Максимальный показатель твердости для ножевой стали составляет 70 HRC, но на практике инструменты, значение HRC по Роквеллу которых превышает 65 единиц, не встречаются. Этому есть простое объяснение: чем тверже металл, тем более он хрупкий, что для ножа очень даже плохо. Поэтому оптимальным решением для кухонных ножей является использование стали с твердостью 56-62 HRC, а если это значение выше, то лезвие обязательно защищается обкладками из более мягкого материала, как, например, в изделиях из дамасской стали.

Самостоятельно измерить показатель HRC по Роквеллу в домашних условиях без наличия твердомера практически невозможно, поэтому при покупке ножей стоит выбирать продукцию проверенных производителей, таких, как японский бренд Suncraft.

Твердость материалов является интегрирующим показателем их механических свойств. Существует эмпирическое соответствие между значением твердости и рядом механических характеристик (например, предел прочности на сжатие, растяжение или изгиб).

С развитием машиностроения возникла необходимость иметь общие методики измерения твердости. В начале XX века профессором Людвигом была разработана теоретическая часть методики определения твердости алмазным конусом. В 1919 году Хью и Стэнли Роквеллы запатентовали гидромеханическую установку, которая получила имя — твердомер Роквелла.

Актуальность этого устройства вызвана необходимостью применения неразрушающих методов контроля твердости в подшипниковой промышленности. Существующий метод Бринелля (HB) основан на измерении площади отпечатка шарика диаметром 10 мм. Отпечаток формируется с помощью шарика из закаленной стали или карбида вольфрама, который вдавливается в образец с определенным усилием. Метод Бринелля применяется для определения твердости цветных металлов или низколегированных сталей и неприменим для образцов из закаленной стали. Это связано с тем, что рабочая нагрузка составляет 3000 кгс. Шарик деформируется, поэтому метод Бринелля не может считаться неразрушающим методом контроля.

Метод измерения твердости по Роквеллу

Твердость — характеристика материала, противоположная пластичности, способности материала «вытекать» из-под нагрузки. Методика измерения твердости по Роквеллу предназначена для неразрушающего контроля твердости наименее пластичных материалов — сталей и их сплавов. Универсальность метода заключается в наличии трех шкал твердости, которые проградуированы для измерения под одной из трех нагрузок (60, 100 и 150 кгс) для работы с одной из измерительных головок. В качестве рабочего органа измерительной головки применяют алмазный конус с углом 120° и радиусом при вершине 0,2 мм или закаленный шарик диаметром 1/16“ (1,588 мм).

Метод основан на фиксации прямого измерения глубины проникновения твердого тела измерительной головки (индентора) в материал образца. Глубина отпечатка характеризует способность материала сопротивляться внешнему воздействию без образования валика из вытесненного металла вокруг индентора.

Единица твердость по Роквеллу — безразмерная величина, которая выражается в условных единицах до 100. За единицу твердости приняли перемещение индентора на 0,002.

Таблица создана для наглядного сравнения методов Роквелла и Бриннеля.

Твёрдость — способность вещества сопротивляться проникновению в него другого тела. То есть способность сопротивляться деформации и изменению формы. Для ножей – это один из основных показателей их качества.

Твердость ножа должна быть хорошо сбалансирована, чтобы долго держать идеальную заводскую и принимать новую, домашнюю заточку, чтобы не гнуться и не ломаться при боковой нагрузке, чтобы лезвие не крошилось и не мялось.

Твердость клинка во всем мире определяют по методу Роквелла (назван в честь одного из ученых, работавших над этим методом в первой половине XX века). Делается это путем вдавливания в вещество металлического или алмазного шарика или конуса.

Измерения происходят в условных единицах, обозначаемых HRC (или RC). Шкала прибора имеет разметку от 20 до 67 единиц. Твёрдость 60 единиц – самое высокое значение для ножа. Все, что свыше, означает, что нож твердый, но хрупкий. Поэтому большинство качественных клинков имеют твердость от 52 до 58 HRC.

Шкала Роквелла – Энциклопедия по машиностроению XXL

В табл. 9 представлены обозначения других шкал Роквелла.  [c.8]

Твердость по шкала Роквеллу а о л сз 2 Предел прочности при растя-Кении  [c.72]

В природных условиях встречаются только а-форма в виде минералов корунда, рубина, сапфира. а-ЛЬОз кристаллизуется в тригональной сингонии и относится к оптически одноосным двупреломляющим веществам. Оптический знак — минус. Двупреломление слабое, и No — N(. = 0,008. Спайность у кристаллов отсутствует. Твердость корунда по шкале Мооса—9, по шкале Роквелла — около 90. Плотность корунда в зависимости от наличия в нем примесей колеблется от 3,98 до 4,01 Tjm . Температура плавления а-Л Оз составляет 2050″С, температура кипения 2707+6°С. Теплота испарения корунда 484 кДж/моль, теплота образования оксида алю-  [c.99]


Твердость по Бринелю И Обозначение шкалы Роквелла Наконечник Основная нагрузка Р в кг Обозначение числа твёрдости Допустимые 1 пределы шкалы Роквелла  [c.16]

Этот интервал устанавливается заранее конечными выключателями и может быть очень незначительным, например 5 единиц по шкалам Роквелла.  [c.282]

НВ и Я/ С—твердость соответственно по шкале Бринеля и шкале Роквелла.  [c.441]

При такой высокой твердости пОЛьЬуюТСй шкалой Роквелла. Здесь для упрощения дано приближенно пересчитанное из единиц Роквелла (НЙС) в единицы Бринелля число твердости.  [c.292]

Поскольку во всех трех случаях используются различные измерительные преобразования, то и числовые значения твердости различны. Из определения шкал Бринелля и Виккерса следует, что числовые значения твердости в них должны быть связаны преобразованием, близким к линейному, их же связь с числовыми значениями твердости по шкале Роквелла должна быть иной.  [c.21]

Рис. 16.9. Зависимость между твердостью, измеренной на приборе Роквелла с пирамидальным 136° алмазным наконечником, в единицах шкалы Роквелла и твердостью по Виккерсу для стали ШХ15, отпущенной при разных темпе-ратурах(В. К. Григорович)
При твердости НВ > 350 твердость материала измеряется по шкале Роквелла, 10 ЯВ 1 HR ,  [c.96]

Примерная твердость по Бринелю НВ Обозначение шкалы Роквелла Вид наконечника Нагрузка в кГ Обозначение твердости по Роквеллу Допустимые пределы шкалы  [c.45]

В табл. 5 приведены сочетания инденторов и нагрузок для наиболее распространенных шкал Роквелла, а в табл. 4 приближенные соотношения между числами твердости по Роквеллу, Бринелю и Виккерсу.  [c.12]

Сущность метода Роквелла (рис. 145,а) заключается во вдавливании в поверхность образца наконечника стандартного типа и в измерении глубины его проникновения в металл. Наконечник вдавливается в два последовательных приема сначала на него действует предварительная сила Ро=98 Н, затем к нему прикладывается дополнительная сила Ри Твердость по шкале Роквелла НК — разность между условной глубиной внедрения и глубиной проникновения I наконечника после снятия дополнительной силы Р при сохранении  [c.187]

Допускаемые пределы измерения твердости по шкале Роквелла  [c.157]

ГОСТ 8.064—79. ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений твердости по шкалам Роквелла и Супер-Роквелла.  [c.81]

Пластмассовая дробь и порошки полимеров служат для удаления покрытий с алюминиевых поверхностей, поверхностей пластмасс, стеклопластиков и других неметаллических материалов. Твердость полимерных абразивных частиц составляет 92—97 по шкале Роквелла.  [c.8]

Н, к — высота, глубина НВ — твердость по шкале Бринеля НЯС — твердость по шкале Роквелла  [c.154]


Известно, что твердость конструкционных материалов оценивают по различным шкалам. Твердость по шкале Брипелля измеряют, вдавливая стальной шарик в образец испытуемого материала с определенной силой, а числовое значение твердости НВ вычисляют как отношение этой силы к площади отпечатка иа образце, Метод определения твердости по шкале Виккерса такой же, только здесь вместо стального шарика применяют алмазную пирамиду, По шкале Роквелла числовые значения вычисляют по формуле HR 100 + с, где е — глубина проникновения алмазного конуса в образец (в микрометрах) под действием силы 150 кгс 1,47 кН),  [c.21]

Характеристикой механических свойств является также твердость металла или сплава. Под твердостью понимается свойство тела сопротивляться проникновению в него другого тела. Твердость измеряется в основном тремя методами вдавливанием стального закаленного шарика (по шкале Брянелля обозначается НВ), вдавливанием алмазного конуса (по шкале Роквелла, HR ) и вдавливанием алмазной призмы (по шкале Виккерса, HV).  [c.24]

Т. по Роквеллу измеряется по глубине вдавливания шарика или конуса в испытуемый металл. Чем меньпте вдавливание, тем выше Т. по Роквеллу. Значение одного деления шкалы Роквелла является чисто условной величиной и соответствует глубине проникновения шарика или конуса на 0,002 мт. Вся шкала состоит из 100 таких делений. Цифры на шкале прибора нанесены обратно глубине проникновения. При испытании конусом Т. по шкале (  [c.356]

Прибор Микродур фирмы Крауткремер (ФРГ) измеряет твердость от 50 до 990 в единицах шкалы Виккерса или от 20 до 68 в единицах шкалы Роквелла с погрешностью З…6%. Нагрузка при испытаниях — 7,7 Н, глубина внедрения индентора — 5… 25 мкм. Питание автономное, масса 1,3 кг.  [c.257]

Твердость по шкале С Роквелла число твердости в пределах от 30 до 35 единиц глубина обработки от 0,7 до 0,9 мм.  [c.120]

На чертеже изделий, подвергаемых термической, термохимической и другим видам обработки, указывают показатели свойств магериалов. К ним относятся твердость, обозначаемая яле, HfiB, HRA (твердость по Роквеллу соответственно шкалам С, В и А), ИВ (твердость 1ю Брнпсллю) и HV (твердость по Виккерсу) предел точносги а , предел упругости [c.131]

Под твердостью материала понимается сопротивление проникновению в него постороннего тела, т, е. по сути дела твердость тоже характеризует сопротивление деформации. Существует много методов определения твердости. Наиболее распространенным является метод Бринелля (рис. 58,а), когда в испытуемое тело под действием силы Р внедряется шарик диаметром D. Число твердости по Бринеллю НВ есть нагрузка Р, деленная на сферическую поверхность отпечатка (с диаметром d). При методе Роквелла (рис. 58,6) ин-дентором служит алмазмый конус (иногда маленький стальном шарик), числом твердости называется величина, обратная глубине вдавливания (А). Имеется три шкалы. При испытании алмазным конусом при “=150 кгс получаем твердость HR , то же при Р = 60 кгс — HRA и при вдавливании стального шарика при Р= 100 кгс HRB.  [c.79]

Напомним условные обозначения механических свойств, так как в дальнейшем они часто будут использоваться [c.181]


как определить, таблица по Роквеллу


Почему важна твердость

Твердостью в физике называют способность тела сопротивляться проникновению в него другого вещества(что приводит к изменению формы). В ножевой индустрии оптимально, если лезвие способно долгое время оставаться острым (не деформироваться, не крошиться и не затупляться), быть устойчивым к боковой нагрузке, но при этом принимать ручную заточку при использовании подходящего инструмента.

Слишком твердое лезвие может сломаться при соприкосновении с другим твердым телом (костями, замороженным мясом), а заточить его своими руками будет проблематично – металл не поддастся на воздействие точильного инструмента.

Слишком мягкая сталь, наоборот, при соприкосновении с поверхностью плотного продукта сомнется и ей потребуется правка. Придать правильную геометрию не составит труда, однако следующая деформация не заставит себя ждать. В итоге нож придется править и точить слишком часто, а качество реза будет весьма посредственным.

Что такое шкала Роквелла?

Когда вы смотрите на спецификации ножей, там часто можно увидеть некое число с обозначениями «RC» или «HRC» после него. Это число представляет из себя значения рейтинга Роквелла.

Рейтинг Роквелла — это шкала, используемая для измерения твердости материала. Испытание на твердость по Роквеллу является отраслевым стандартом для ножей. Так например у нержавеющей стали AUS-8, этот показатель составляет 57-59 RC. Обычно указывается диапазон, это означает, что любое изменение в процессе упрочнения попадет в этот диапазон. Диапазон никогда не должен превышать двух при надежном контроле качества. Тестирование практически не повреждает испытуемый материал и предоставляет важную информацию о твердости и долговечности стали.

Почему именно HRC? Вообще, существует довольно большое количество шкал, по которым происходит измерение: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Но наиболее подходящей для измерения твердости ножа является шкала C (нагрузка 150 кгс, индентор — алмазный наконечник с углом в 120 градусов) Отсюда аббревиатура HRC.

Как же происходит тестирование методом Роквелла? Тест выполняется путем измерения глубины проникновения индентора с алмазным наконечником при большой нагрузке по сравнению с проникновением, вызванным предварительной нагрузкой. Важно, чтобы измеряемая поверхность была ровной. Один небольшой недостаток при тестировании ножа состоит в том, что остаётся небольшая точечная вмятина на месте соприкосновения с идентором. Этого можно избежать если проводить тестирование в области, которая скрыта под рукоятью. В видео ниже подробно описан процесс тестирования.

Что же означают эти цифры на практике?

У одной и той же стали может быть как низкий, так и высокий показатель HRC. Тем не менее, у каждой стали есть свой диапазон, в котором сталь будет работать лучше всего. Чем выше число, тем тверже сталь. Чем тверже сталь, тем лучше удержание кромки. Чем лучше удерживается кромка, тем реже вы должны ее точить. С другой стороны, чем тверже сталь, тем более она хрупкая. В итоге, все сводится к предпочтениям в использовании ножа. Как часто вы хотите его оттачивать и для каких целей вы хотите его использовать.

Многие пользователи судят о качестве стали на основе числа Роквелла, при этом считается, что более высокие числа указывают на более высокое качество стали. Иногда это так, но далеко не всегда. Ниже приведена диаграмма, показывающая приблизительные числа Роквелла, которые можно ожидать от различных клинков в различных типах инструментов. Эта диаграмма ни в коем случае не является жестким и обязательным правилом, а просто примером типичных чисел.

Некоторым нравится более мягкая сталь в диапазоне 54-56 HRC. Более мягкие стали требуют заточки чаще, но их намного проще точить, чем более твердые. Они также менее склонны к сколам. Край, скорее всего, сомнется, а не сколется, что гораздо легче исправить.

Тест Роквелла очень важен для производителей как дополнительный контроль качества, но также работает как один из параметров выбора для потребителя. Знание числа Роквелла поможет вам предугадать, насколько хорошо будет работать клинок, и, возможно, предотвратить неудачные покупки. Если вы видите, что у обычного складного ножа показатель 50+, его можно заточить об бордюр или стену. Если вам нужен нож большей твердости, стремитесь к диапазону 57-59. И наконец есть ножи с фантастическим диапазоном 60-63.

Используя фильтры на нашем сайте, вы можете легко подобрать для себя нужный вариант.

Твердость по шкале Роквелла

Существует несколько способов определения твердости металлов, но наиболее востребованным для категории кухонных ножей считается метод Роквелла. Авторы этого способа – американцы Стенли и Хью Роквеллы, запатентовали технологию в 1914 году. В дальнейшем усовершенствованием своего твердомера занимался только Стенли Роквелл.

Согласно данному методу, показатель твердости обозначается HRC, где HR — Hard Rocwel (твердость по Роквеллу) и С – маркировка шкалы твердости стали (всего их 11). По шкале Роквелла твердость может составлять 27-70 единиц. Чем выше показатель, тем тверже лезвие.

В процессе измерения твердости на заготовку, закрепленную на твердомере, оказывают предварительную, а затем основную нагрузку. Результаты фиксируются и затем специалист проводит необходимые расчеты для определения HR (высчитывают разницу между основной и предварительной нагрузкой).

Шкала твердости ножей по Роквеллу

HRc — Шкала твердости Роквелла: все, что вы хотели знать

Каждый, кто хотя бы однажды покупал нож высокого качества, несомненно, сталкивался с понятием “твердость лезвия” и аббревиатурой HRc. Задумывались ли вы о том, что это значит? Если да, то вы не одиноки.

Определение твердости по Роквеллу

Аббревиатура HRc обозначает шкалу твердости Роквелла, раздел С. Она широко применяется металлургами для определения твердости стали: чем выше число, тем больше твердость. Значение твердости имеет большое значение при производстве ножей, т.к. чем тверже сталь, тем лучше она сохраняет режущую кромку.

Шкала Роквелла имеет несколько разделов, каждый из которых применяется для определения твердости определенного материала. Раздел C предназначен для определения твердости ножевой стали.

Самый высокий показатель RC не всегда означает лучший нож

С одной стороны, более твердая сталь лучше держит режущую кромку, однако, и вероятность возникновения трещин и даже отламывания выше. По правде говоря, действительно твердое лезвие может разбиться на осколки, как стекло.

На то, как нож будет держать режущую кромку, влияет не только твердость стали, но и ее тип и марка. Каждый стальной сплав имеет оптимальное соотношение твердости и функциональности в зависимости от предназначения ножа.

Почему же тогда важно значение по шкале Роквелла? Какое значение является оптимальным для ножей?

Твердость клинка так же важна, как и его функциональность и износостойкость. Например, сталь твердостью 58-62 единицы по шкале Роквелла будет отлично сохранять заточку, но она же является менее прочной, более ломкой и склонной к образованию трещин. Таким образом, инструмент с исключительно высокой твердостью лезвия требует особого ухода и осторожности в обращении.

При этом более мягкий металл является более износостойким, но затачивать его придется гораздо чаще. Так, при производстве топоров и стамесок используется сталь с меньшим показателем твердости, однако, такой материал с легкостью может выдержать значительное ударное воздействие.

Карманные складные и охотничьи ножи обычно не используют для раскалывания древесины, поэтому для них способность держать режущую кромку важнее, чем прочность. Следовательно, в производстве таких инструментов используется более твердый металл. Однако, если речь идет о ножах для выживания, требования здесь уже другие. Твердости в 55-58 единиц по Роквеллу для них будет более чем достаточно, т.к. на первое место здесь выходит прочность и износостойкость.

Оптимальная твердость зависит от предназначения ножа, поэтому нет единого показателя, идеального для всех ножей

Множество аббревиатур — одна шкала

В отношении данного способа определения твердости производители ножей используют множество сокращений: HR, HRc, HR C, RC, C на шкале Роквелла, твердость по шкале C Роквелла, шкала C Роквелла… Независимо от того, какая именно аббревиатура использована в описании ножа, она обозначает одну единственную шкалу твердости Роквелла.

История создания

Стенли П. Роквелл (Stanley P. Rockwell) в 1919 году был металлургом на заводе по производству шарикоподшипников в Новой Англии. Он разработал свою систему для быстрого и точного определения твердости поверхности качения подшипника.

Производители множества товаров от пружин для часов до колес вагонов нуждались в подобной системе и быстро переняли разработку Роквелла для собственных нужд. В последствии система была адаптирована для определения твердости неметаллических материалов, в частности, пластмасс.

Как определяется твердость по Роквеллу

Шкала измеряет относительную твердость металла методом вдавливания. Перед проведением теста металл необходимо закалить и сделать его абсолютно плоским. В противном случае измерения будут не точными.

Для измерения твердости обычно используют конус с бриллиантовым наконечником, который вдавливают в тестируемый металл с силой, равной 300 фунтам. Затем замеряют глубину его вхождения с учетом приложенной силы. В итоге, данные соотносят со шкалой, в которой уже содержится информация о твердости других протестированных металлов.

У такого способа есть один небольшой недостаток: на поверхности металла остается небольшое углубление от наконечника конуса, которое можно принять за дефект. Такой отметки можно избежать, если проводить тест на поверхности, скрытой от глаз, например, рукоятью ножа.

Почему показатели RC разнятся?

Тест Роквелла проводится на совсем небольшой площади металла, поэтому существует вероятность, что твердость соседнего участка будет слегка отличаться. Кроме того, данный тест проверяет только поверхность материала, тогда как твердость в глубине может быть другой.

Именно по этой причине производители ножей обычно указывают не единичное значение твердости, а их диапазон.

Соотношение цена — качество

Определение твердости по Роквеллу помогает производителям ножей сбалансировать 3 наиболее важных критерия, влияющих на качество конечного продукта: твердость, гибкость и жесткость. Идеальный баланс этих трех составляющих позволяет им создать нож, который будет прекрасно затачиваться и сохранять режущую кромку долгое время даже при активном использовании.

Стоит лишь купить один из наших высококачественных ножей, вы сразу же поймете, о чем идет речь.

Ларри Коннелли

Метод Бринелля

Этот метод был предложен шведом Юханом Августом Бринеллем начале 20-го века. На тот момент, это был самый точный способ определения твердости металлов. В качестве индентора используются стальные шарики различного диаметра (от 1,2 до 10 миллиметров). Диаметр шарика выбирается в зависимости от предполагаемой твердости металла.

Бринелль разделил металлы на несколько групп, объединив их по твердости. В группу с минимальной твердостью попали олова, свинец и их сплавы. В группу с самой высокой твердостью вошли титан, никель и стальные сплавы. Для металлов с минимальной твердостью используется шарик самого малого диаметра, для металлов высокой твердости используется шарик самого большого диаметра.

Измерения происходят по следующему алгоритму: проверяемый образец помещают на специальный стол, сверху в образец происходит вдавливание индентора с постепенно увеличивающейся нагрузкой. Это происходит в течение короткого промежутка времени от 2-х до 8-ми секунд. После достижения максимального уровня динамической нагрузки, нагрузка поддерживается в статическом состоянии, примерно в течение 10-ти секунд. После завершения процедуры, на проверяемом образце замеряют диаметр отпечатка.

Расчет твердости происходит по формуле, где учитываются приложенная нагрузка, диаметр индентора и диаметр отпечатка. Твердость указывается в формате кгс/мм2, формат отображения HBW.

Объяснение шкал твердости металлов по Роквеллу – Эймс

Вы можете использовать тест на твердость по Роквеллу для проверки твердости материалов. Вы будете использовать тест Роквелла для проведения испытаний металлов, начиная от тонкой стали и заканчивая более твердыми металлами, такими как титан. Однако существует несколько весов для тестирования, и они обозначаются буквами от A до V. В каждом весе для выполнения теста используется другой индентор и нагрузка.

Когда вы проводите испытание на твердость по шкале Роквелла, вы можете определить твердость металлов и сплавов всех видов.Вы будете использовать сфероконический алмазный пенетратор или пенетратор из твердой стали, который вдавливается в испытуемую деталь с заданной нагрузкой давления, а показания представляют собой числа твердости.

Вы можете избежать ошибок измерения из-за дефектов поверхности или искажений на периферии отпечатка как при малых, так и при больших нагрузках. Незначительная нагрузка 10 кг применяется первой. Снимите основную нагрузку, повернув маховик назад, пока стрелка индикатора не окажется в положении «установлено» на циферблате.Показания снимаются с циферблата ствола, который завершает всю операцию за несколько секунд.

Уравнение для определения твердости по Роквеллу для металлов приведено ниже: d = глубина от точки нулевой нагрузки. N и s = различные масштабные коэффициенты, которые можно найти в таблице ниже.

Шкала Роквелла А

Используется для проверки: Карбид вольфрама.

Шкала Роквелла B

Используется для проверки: алюминия, латуни и более мягких сталей

Шкала Роквелла С

Используется для проверки: более твердых сталей.

Существуют и другие шкалы, связанные с поверхностным тестом Роквелла. Эти весы используют более легкие нагрузки и неглубокие оттиски для выполнения теста. Они используются для тестирования очень тонких металлов.

Прибор для измерения поверхностной твердости по Эймсу
Примечание: Для прибора для определения поверхностной твердости по Эймсу имеется только один ряд цифр.

Rockwell_scale

Шкала Роквелла характеризует твердость материалов при вдавливании через глубину проникновения индентора, нагруженного на образец материала, по сравнению с проникновением в какой-либо эталонный материал.Это одно из нескольких определений твердости в материаловедении. Значения его твердости отмечены HR*, где * — буква используемой шкалы. Отношение твердости к прочности состоит в том, что обе они являются мерой давления, необходимого для того, чтобы в материалах произошла пластическая деформация.

Дополнительные рекомендуемые знания

Операция

Определение твердости материала по Роквеллу включает приложение незначительной нагрузки, за которой следует большая нагрузка, а затем определение глубины проникновения по отношению к значению твердости непосредственно по циферблату, при котором более твердый материал дает более высокую количество.Главным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность напрямую отображать значения твердости, что позволяет избежать утомительных вычислений, связанных с другими методами измерения твердости. Кроме того, относительно простая и недорогая установка позволяет устанавливать его в лабораториях колледжей.

Обычно используется в машиностроении и металлургии. Его коммерческая популярность обусловлена ​​его скоростью, надежностью, надежностью, разрешением и небольшой площадью отпечатка.

Передовая практика

  • Очистка индентора и образца от грязи, жира, ржавчины или краски
  • Измерение на перпендикулярной плоской поверхности (используются поправочные коэффициенты для круглой работы, чтобы скорректировать кривизну испытуемого образца)
  • Обеспечение того, чтобы толщина образца для испытаний не менее чем в 10 раз превышала глубину отпечатка
  • Поддержание достаточного расстояния между несколькими углублениями
  • Управление скоростью вдавливания

Шкалы и значения

Существует несколько альтернативных шкал, чаще всего используются шкалы «B» и «C».Оба выражают твердость как произвольное безразмерное число.

  • Шкала B используется для более мягких материалов (например, алюминия, латуни и более мягких сталей). В нем используется шарик из закаленной стали в качестве индентора и груз массой 100 кг для получения значения, выраженного как «HRB».
  • Шкала C для более твердых материалов использует алмазный конус, известный как индентор Brale , и груз весом 150 кг для получения значения, выраженного в HRC.

Показания ниже HRC 20 обычно считаются ненадежными, как и показания значительно выше HRB ​​100.

Типовые значения

  • Очень твердая сталь (например, хорошее лезвие ножа): HRC 55 – HRC 62
  • Топоры, долота и т.п.: HRC 40-45

Несколько других шкал, в том числе расширенная шкала А, используются для специализированных приложений. Существуют специальные весы для измерения цементируемых образцов.

Стандарты

  • ISO 6508-1 : Металлические материалы. Испытание на твердость по Роквеллу. Часть 1. Метод испытания (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
  • ASTM E18 : стандартные методы определения твердости по Роквеллу и поверхностной твердости по Роквеллу для металлических материалов.

См. также

Число твердости по Роквеллу – шкала Роквелла

Твердость при вдавливании измеряет способность выдерживать поверхностное вдавливание (локальная пластическая деформация) и сопротивление образца деформации материала из-за постоянной сжимающей нагрузки от острого предмета.Испытания на твердость при вдавливании в основном используются в машиностроении и металлургии. Традиционные методы основаны на четко определенных испытаниях на физическую твердость при вдавливании. Очень твердые инденторы определенной геометрии и размеров непрерывно вдавливаются в материал с определенной силой. Параметры деформации, такие как глубина вдавливания по методу Роквелла, записываются для измерения твердости. Обычными шкалами твердости при вдавливании являются по Бринеллю , по Роквеллу и по Виккерсу .

См. также: Твердость

Число твердости по Роквеллу – шкала Роквелла

Испытание на твердость по Роквеллу является одним из наиболее распространенных испытаний на твердость методом вдавливания, который был разработан для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, сделанным при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Прикладывается основная нагрузка, затем ее снимают, сохраняя при этом второстепенную нагрузку.Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Можно использовать несколько различных шкал из возможных комбинаций различных инденторов и различных нагрузок, что позволяет проводить испытания практически всех металлических сплавов.Тест дает результаты для количественного определения твердости материала, которая выражается числом твердости по Роквеллу – HR , которое отображается непосредственно на циферблате. Различные типы инденторов в сочетании с различными испытательными нагрузками образуют матрицу шкал твердости по Роквеллу, которые применимы к широкому спектру материалов. Rockwell B и Rockwell C являются типичными испытаниями на этом объекте. Пенетратор Rockwell B представляет собой шарик из карбида вольфрама диаметром 1,59 мм (1/16 дюйма) , основная нагрузка которого составляет 100 кг.Испытание по Роквеллу С проводится с помощью пенетратора Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузки 150 кг.

Каждая шкала твердости по Роквеллу идентифицируется буквенным обозначением, указывающим на тип индентора и основные и малые нагрузки, используемые для испытания. Число твердости по Роквеллу выражается как комбинация измеренного числового значения твердости и буквы шкалы, перед которой стоят буквы HR.

Широко используются различные методы определения твердости (например,г., Бринелл, Кнуп, Виккерс и Роквелл). Имеются таблицы, в которых коррелируются значения твердости по различным методам испытаний  , где применима корреляция. Во всех шкалах высокое число твердости соответствует твердому металлу.

В промышленности испытания металлов на твердость используются главным образом для проверки качества и однородности металлов, особенно при операциях термообработки. Испытания, как правило, могут быть применены к готовому изделию без значительных повреждений. Коммерческая популярность теста на твердость по Роквеллу обусловлена ​​его скоростью, надежностью, надежностью, разрешающей способностью и небольшой площадью отпечатка.

См. также: Испытание на твердость по Бринеллю

См. также: Испытание на твердость по Виккерсу

См. также: Испытание на твердость по Кнупу

Что такое испытание на твердость по Роквеллу?

Что означает испытание на твердость по Роквеллу?

Испытание на твердость по Роквеллу является наиболее часто используемым методом определения твердости. Он используется на всех видах металлов, за исключением ситуаций, когда состояние поверхности и структура металла могут сильно различаться.

В этом тесте измеряется остаточная глубина вдавливания, вызванная нагрузкой или силой, воздействующей на конкретный индентор.

Corrosionpedia объясняет испытание на твердость по Роквеллу

Испытание на твердость по Роквеллу выполняется главным образом с помощью испытательного усилия, более известного как незначительная нагрузка или предварительная нагрузка. Это наносится на конкретный образец с помощью индентора. Это отражает контрольную или нулевую отделку.После завершения шага незначительной нагрузки применяется дополнительная нагрузка для достижения необходимой испытательной нагрузки.

После приложения силы она удерживается в течение заданного периода времени, чтобы обеспечить упругое восстановление. Затем основная нагрузка снимается, и полученное положение измеряется относительно положения предварительной нагрузки. Дисперсия глубины вдавливания также измеряется между значениями основной нагрузки и предварительной нагрузки. Полученное расстояние затем преобразуется в цифру твердости.

Существует много шкал, обозначенных одной буквой, и для этого используются различные инденторы или нагрузки. Результат выглядит как «HRA», где A считается шкалой. По сути, более твердое вещество обозначается более высокой буквой.

Наиболее широко используемым индентором является алмазный конус, которым можно измерить твердость карбидов и стали при 120 градусах. Другие материалы, особенно более мягкие, калибруются с использованием кругов из карбида вольфрама. Испытательное усилие и индентор вместе составляют шкалу Роквелла.

Основное преимущество теста на твердость по Роквеллу состоит в том, что он может отображать прямые значения твердости. Это предотвращает утомительные расчеты, которые могут возникнуть в других методах измерения твердости. Этот метод широко используется в металлургии и машиностроении. Этот тест широко используется благодаря его:

  • надежности
  • скорости
  • разрешению
  • надежности
  • малой площади вдавливания

глубина.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.