Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГОСТ 9013 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 9013 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу.

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения твердости по Роквеллу (шкалы А, В, С, D, Е, F, G, Н, К) при температуре (20) °C.

Сущность метода заключается во внедрении в поверхность образца (или изделия) алмазного конусного (шкалы А, С, D) или стального сферического наконечника (шкалы В, Е, F, G, H, К) под действием последовательно прилагаемых усилий предварительного и основного усилий и в определении глубины внедрения наконечника после снятия основного усилия ().

Обозначения параметров, их определения и схемы приложения нагрузки при определении твердости приведены в приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Толщина образца (или изделия) должна не менее чем в 10 раз превышать глубину внедрения наконечника после снятия основного усилия ().

Минимальная толщина образца или изделия определяется в соответствии с приложением 2.

1.2. Шероховатость поверхности образца (или участки для измерения твердости изделия) должна быть не более 2,5 мкм по ГОСТ 2789, если нет других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

1.3. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись его свойства в результате механической или другой обработки, например, от нагрева или наклепа.

Разд.1. (Измененная редакция, Изм. N 3).

Разд.2. (Исключен, Изм. N 3).

3.1. Приборы для измерения твердости должны соответствовать требованиям ГОСТ 23677.

Приборы для измерения твердости должны обеспечивать приложение усилий, приведенных в табл.1.

Шкала твердостиОбозначение единицы измеренияПредварительное усилиеОсновное усилиеОбщее усилиеДиапазон измерений, ед. твердости
Н (кгс)
АHRA98,07(10)490,3(50)588,4(60)20-88
ВHRB98,07(10)882,6(90)980,7(100)20-100
СНRС98,07(10)1373(140)1471(150)20-70
DHRD98,07(10)882,6(90)980,7(100)40-77
ЕHRE98,07(10)882,6(90)980,7(100)70-100
FHRF98,07(10)490,3(50)588,4(60)60-100
GHRG98,07(10)1373(140)1471(150)30-94
НHRH98,07(10)490,3(50)588,4(60)80-100
КHRK98,07(10)1373(140)1471(150)40-100

3.2. Наконечник алмазный конусный типа НК по ГОСТ 9377, угол при вершине — 120°, радиус сферической части 0,2 мм.

3.3. Наконечник шариковый стальной. Номинальные диаметры шариков должны быть 1,588 (шкалы В, F, G) и 3,175 мм (шкалы Е, Н, К) по ГОСТ 3722. Шероховатость поверхности шарика — не более 0,040 мкм по ГОСТ 2789.

Предельные отклонения диаметров шарика не должны превышать:

±0,003 мм — для шарика диаметром 1,588 мм;

±0,004 мм — для шарика диаметром 3,175 мм.

3.4. Столик или подставка должны иметь твердость на опорных поверхностях не менее 50 HRC.

(Поправка. ИУС N 8-2002).

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ

4.1. Измерение твердости проводят при температуре (20) °C. При разногласиях в результатах измерение твердости проводят при температуре (23±5) °С.

4.2. Опорные поверхности столика и подставки, а также опорные и рабочие поверхности образца (или изделия) должны быть очищены от посторонних веществ (окалины, смазки и др.).

4.3. Образец должен быть установлен на столике или подставке устойчиво во избежание его смещения и прогиба во время измерения твердости.

4.4. При измерении твердости прибор должен быть защищен от вибрации и ударов.

4.5. При измерении твердости должны соблюдаться условия:

плавное приведение наконечника в контакт с рабочей поверхностью образца (или изделия);
плавное приложение предварительного и основного (в течение 2-8 с) усилий;

плавное снятие основного усилия через 1-3 с после резкого замедления или остановки стрелки индикатора (или изменения показаний цифрового отсчетного устройства).

Для металлов, при измерении твердости которых резкого замедления или остановки стрелки индикатора (или изменения показаний цифрового отсчетного устройства) не наблюдается, время выдержки под общим усилием должно составлять от 10 до 15 с.

При наличии указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию указанное время выдержки может быть увеличено до 60 с.

4.6. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее четырех диаметров отпечатка (но не менее 2 мм).

Расстояние от центра отпечатка до края образца должно быть не менее 2,5 диаметра отпечатка (но не менее 1 мм).

4.7. На опорной поверхности образца (или изделия) не должно наблюдаться следов деформации от отпечатка.

4.8. Число твердости по Роквеллу определяется по шкале индикатора или показателя цифрового отсчетного устройства с округлением до 0,5 единицы твердости.

4.9. При измерении твердости на выпуклых цилиндрических и сферических поверхностях по шкалам А, В, С, D, F, G в результаты измерения твердости должны быть введены поправки, величины которых приведены в приложении 3. Поправки прибавляются к полученным значениям твердости.

Поправки при измерении твердости на вогнутых поверхностях устанавливаются в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.10. После смены наконечника, рабочего столика или подставки первые три измерения не учитываются.

Читайте так же:
Самолет для проверки станины токарного станка

4.11. Количество отпечатков при измерении твердости, способ обработки и результаты измерений указываются в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

5. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

5.1. В протоколе измерения твердости следует указать:

значения и шкалу твердости;

продолжительность выдержки индикатора под общей нагрузкой в случае отличия от стандартных условий;

Разделы 3-5. (Измененная редакция, Изм. N 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). ОБОЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СХЕМЫ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТВЕРДОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

Общее усилие F0+F1 , Н (кгс)

______________
* Твердость, измеренная по шкале С в соответствии с ГОСТ 8.064.

(Поправка. ИУС N 8-2002).

Твердость по Роквеллу обозначают символом HR с указанием шкалы твердости, которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр. Например: 61,5 HRC — твердость по Роквеллу 61,5 единиц по шкале С.

(Поправка. ИУС N 8-2002).

Черт. 1. Схема проведения измерения твердости при применении алмазного наконечника

Схема проведения измерения твердости
при применении алмазного наконечника

Черт. 2. Схема проведения измерения твердости при применении стального наконечника

Схема проведения измерения твердости
при применении стального наконечника

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

Черт.3. Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой твердости при измерении твердости по шкалам А, С, D

Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой
твердости при измерении твердости по шкалам А, С, D

Черт. 4. Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой твердости при измерении по шкалам B, E, F, G, H, K

Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы
и ожидаемой твердости при измерении по шкалам B, E, F, G, H, K

ПРИЛОЖЕНИЯ 1, 2. (Измененная редакция, Изм. N 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (обязательное)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

Поправки, добавляемые к величинам твердости по Роквеллу,
при измерениях на выпуклых цилиндрических поверхностях

1. При измерениях по шкалам А, С, D

Твердость по РоквеллуРадиус кривизны , мм
356,589,51112,51619
202,52,01,51,51,01,0
253,02,52,01,51,01,01,0
302,52,01,51,51,01,00,5
353,02,01,51,51,01,00,50,5
402,52,01,51,01,01,00,50,5
453,02,01,51,01,01,00,50,50,5
502,52,01,51,01,00,50,50,50,5
552,01,51,01,00,50,50,50,5
601,51,01,00,50,50,50,5
651,51,01,00,50,50,50,5
701,01,00,50,50,50,50,5
751,00,50,50,50,50,5
800,50,50,50,50,5
850,50,50,5
900,5

Примечание. Поправки более 3 единиц твердости по шкалам А, С, D не допускаются.

2. При измерениях по шкалам В, F, G

Твердость по РоквеллуРадиус кривизны , мм
356,589,51112,5
204,54,03,53,0
305,04,53,53,02,5
404,54,03,02,52,5
504,03,53,02,52,0
605,03,53,02,52,02,0
704,03,02,52,02,01,5
805,03,52,52,01,51,51,5
904,03,02,01,51,51,51,0
1003,52,51,51,51,01,00,5

Примечание. Поправки более 5 единиц твердости по шкалам В, F, G не допускаются.

Поправки, добавляемые к величинам твердости по Роквеллу при измерениях по шкале С на сферических поверхностях

Твердость по РоквеллуДиаметр сферы , мм
46,589,51112,5152025
55 HRC6,43,93,22,72,32,01,71,31,0
60 HRC5,83,62,92,42,11,81,51,20,9
65 HRC5,23,22,62,21,91,71,41,00,9

(Поправка. ИУС N 8-2002).

Значения поправок вычислены по формуле

,

где HR — значение твердости по Роквеллу, определенное на приборе;

d — диаметр сферы, мм.

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским институтом черных металлов Министерства черной металлургии СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР 04.02.59
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 469-77 и ИСО 6508-86
5. Стандарт унифицирован со стандартом TGL 9011
6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылкаНомер пункта, приложения
ГОСТ 8.064-94Приложение 1
ГОСТ 2789-731.2; 3.3
ГОСТ 3722-813.3
ГОСТ 9377-813.2
ГОСТ 23677-793.1

7. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

8. ИЗДАНИЕ (октябрь 2001 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в мае 1979 г., октябре 1984 г., мае 1989 г. (ИУС 7-79, 1-85, 8-89)
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2002 год
Поправка внесена изготовителем базы данных

Читайте так же:
Чертеж петли для ворот
О компании

МЕТОЛАБ производит современные высокоточные твердомеры для измерения по методам Роквелла, Бринелля, Виккерса.

«По Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору. По МЕТу!»

Техника — ломается! Ошибки эксплуатации, нерасчетные внешние воздействия, невероятные стечения обстоятельств. Ну и, конечно, её собственная ненадежность. А чем надежность определяется?

Оказывается, это сложная, интегральная, вероятностная характеристика, которую нельзя измерить непосредственно. Но её можно рассчитать, исходя из других параметров деталей машины. Важнейший из них — твёрдость. Именно она определяет стойкость рабочих поверхностей деталей, откуда, чаще всего, и начинается разрушение машин.

«По Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору. По МЕТу!»

Твёрдость можно измерить, но. как именно? В исследуемую поверхность вдавливается алмазная пирамидка, конус или, скажем, стальной шарик. Если посчитать соотношение нагрузки и диаметра отпечатка стального шарика, получится величина твёрдости по методу Бринелля. Если определяется площадь следа от 4-гранной алмазной пирамидки, это будет уже метод Виккерса. Разумеется, размеры шариков и пирамидок, а также прилагаемые усилия стандартизованы. По методу Роквелла последовательно прилагаются две разные нагрузки, замеряется же приращение глубины внедрения. Наконец, по методу Шора твёрдость определяется по высоте отскока бойка, падающего на образец с определенной (стандартной) высоты.

Во всех случаях цифровые показатели сравниваются с эталонными, полученными таким же образом, и результат фиксируется в форме «твёрдость столько-то чисел по Бринеллю (Виккерсу, Роквеллу, Шору)».

Только вот все четыре метода сами по себе неидеальны. Несмотря на усовершенствования, механические приборы громоздки, требовательны к квалификации метрологов, малопригодны для измерений в труднодоступных местах (идеальные условия — горизонтальная поверхность, открытая сверху).

Алмазная пирамидка взята из метода Виккерса, в образец она вдавливается фиксированным усилием калиброванной пружины, но на этом сходство с предшественниками заканчивается. Пирамидка здесь — акустический резонатор генератора ультразвука. В полном соответствии с законами акустики, собственная частота резонатора зависит — при прочих равных — от того, насколько пробник-пирамидка внедрилась в исследуемую поверхность. Что, в свою очередь, однозначно зависит от твёрдости последней. Относительные изменения частоты резонатора преобразуются электронным блоком в числа твердости выбранной шкалы.

Электронный блок осуществляет собственно измерение, отслеживает внедрение пирамидки в образец и изменение частоты резонатора. Для выбранной оператором шкалы микропроцессор электронного блока вычисляет твердость образца. Фактически, электронный блок — это специализированный микрокалькулятор, хранящий в своей памяти как индивидуальные особенности датчика (его калибровку), так и основные свойства шкал твёрдости.

Твердомер калибруется по эталонным мерам твёрдости, поверенным на государственных эталонах твёрдости по шкалам Бринелля, Виккерса, Роквелла и Шора D, что обеспечивает высокую точность измерений. Твердомер позволяет работать в любой стандартизованной шкале, поскольку величины, получаемые разными методами, связаны определенными зависимостями. Можно самостоятельно откалибровать еще три дополнительные шкалы — это важно, если нужно работать, например, с алюминием, медью или любыми другими материалами. Можно, наконец, запомнить до 100 результатов измерений, предварительно обработать их, а с твердомера МЕТ-У1 — «слить» по интерфейсу RS-232C в персональный компьютер.

Но самое главное: компактными (чуть больше микрокалькулятора или сотового телефона) приборами можно обеспечить оперативный контроль твёрдости практически любой поверхности и детали — причем в любом направлении.

Шкала бринелля и роквелла

Твёрдость материала — это одна из его ключевых характеристик. Это понятие включает такие различные параметры как сопротивление к абразивному износу, модуль упругости, сопротивление пластической деформации, предел текучести, хрупкость, предел прочности.

Шкала бринелля и роквелла

В прикладном плане под твёрдостью материала понимают его способность сопротивляться нагрузке, вызванной проникновением в него более твёрдого тела. Общий принцип работы измерительных приборов заключается в следующем: индентор (измерительное тело) внедряется в поверхность испытуемого материала в течение строго определённого времени при заданной нагрузке. Определение твёрдости проводится после установления размеров или глубины отпечатка и сравнения этих величин с установленными табличными данными.

Испытания твёрдости материалов выполняют с помощью стационарных или портативных твёрдомеров различными методами. В зависимости от способа измерения существует несколько типов приборов.

Методика измерения по Бринеллю

Приборы этого типа проводят испытания твёрдости металлов следующим образом: в испытуемое изделие вдавливается шарик из закалённой стали на протяжении определённого времени, при этом линейное расстояние от края измеряемого изделия до центра отпечатка должно составлять не менее 2,5 диаметров самого отпечатка. Между центрами рядом расположенных оттисков должно оставаться не менее 4 диаметров.

Методика измерения по Роквеллу

Твёрдомер Роквелла проводит испытания на твёрдость путём вдавливания в испытуемое изделие либо алмазного конуса, угол вершины которого составляет 120°, либо закалённого стального шарика диаметром 1,588 мм. Усилие прилагается в два приёма. Линейное расстояние между центрами соседних оттисков должно быть не менее 4 диаметров отпечатков, но не менее 2 мм, при этом расстояние от края образца до центра оттиска должно составлять не менее 2,5 диаметров отпечатка, но не меньше чем 1 мм.

Читайте так же:
Посудомоечная машина гудит и не набирает воду

Твёрдомер Супер–Роквелл

Данная методика расширяет возможности базовой версии и выполняется аналогичным образом: стандартный алмазный конус или стальной шарик вдавливаются в испытуемое изделие последовательно в два приёма. Измерение твёрдости образца проводится путём вычисления остаточного увеличения глубины вдавливания шарика или наконечника.

Методика измерения по Шору

Эти измерительные приборы применяют для испытания твёрдости низкомодульных материалов (полимеров, каучуков и продуктов их вулканизации, пластмасс, эластомеров). Методика позволяет измерять начальную глубину вдавливания, глубину отпечатка после заданного временного интервала или оба эти параметра.

Твёрдость — это не фундаментальная, а эмпирическая характеристика. Это реакция материалов на определённый испытательный метод. Как правило, величины твёрдости произвольны (нет строго установленных стандартов твёрдости). Эта характеристика материала не имеет определённого числового значения кроме как в тех условиях, в которых проводится испытание твёрдости. Величина воспроизводима только в заданных условиях опыта с указанием типа и формы индентора.

Таблица перевода и сравнения единиц твердости. Шкала Виккерса, Роквелла, Бринелля

Таблица соответствия H B – HRC (Перевод значений твёрдости)

(соотношение твёрдости по Бриннелю твёрдости по Роквеллу, определяемых методами в соответствии с ГОСТ 8.064-79)

Твёрдость – это сопротивление тела внедрению индентора – другого твёрдого тела. Способы испытания твёрдости подразделяются на статические и динамические.

К статическим относятся способы измерения твёрдости по Бринеллю, Викерсу, Роквеллу, Кнупу;
к динамическим – способы измерения твёрдости по Шору, Шварцу, Бауману, Польди, Морину, Граве.

Измерения твёрдости осуществляют при 20±10°С.

Измерение твёрдости по Бринеллю

Бринелля метод

Бринелля метод [по имени шведского инженера Ю.А.Бринелля (J.A.Brinell)] – способ определения твёрдости материалов вдавливанием в испытываемую поверхность стального закалённого шарика диаметром 2,5; 5 и 10 мм пр нагрузке P от 625 H до 30 кН. Число твёрдости по Бринеллю HB – отношение нагрузки (кгс) к площади (мм 2 ) поверхности отпечатка. Для получения сопоставимых результатов относительной твёрдости материалы (HB свыше 130) испытывают при отношении P:D 2 =30, материалы средней твёрдости (HB 30-130) – при P:D 2 =10, мягкие (HB 2 =2,5. Испытания по методу Бринелля проводят на стационарных твердомерах – прессах Бринелля, обеспечивающих плавное приложение заданной нагрузки к шарику и постоянство её при выдержке в течение установленного времени (обычно 30 секунд).

Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 "Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю": Стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц. Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия. ГОСТ 9012-59, в частности, определяет требования, предъявляемые к отбору образцов металла для измерения твёрдости по Бринеллю – размер образцов, шероховатость поверхности и др.

Измерение твёрдости по Роквеллу

Твердостью металла называют его свойство оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии стандартного тела-наконечника на поверхностные слои материала.

Испытание на твердость – основной метод оценки качества термообработки изделия.

Определение твердости по методу Бринелля. Метод основан на том, что в плоскую поверхность под нагрузкой внедряют стальной шарик. Число твердости НВ определяется отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка.

Метод Роквелла (HR) основан на статическом вдавливании в испытываемую поверхность наконечника под определенной нагрузкой. В качестве наконечников для материалов с твердостью до 450 HR используют стальной шарик. В этом случае твердость обозначают как HRB. При использовании алмазного конуса твердость обозначают как HRA или HRC (в зависимости от нагрузки).

Твердость по методу Виккерса (HV) определяют путем статического вдавливания в испытуемую поверхность алмазной четырехгранной пирамиды. При испытании измеряют отпечаток с точностью до 0,001 мм при помощи микроскопа, который является составной частью прибора Виккерса.

Метод Шора. Сущность данного метода состоит в определении твердости материала образца по высоте отскакивания бойка, падающего на поверхность испытуемого тела с определенной высоты. Твердость оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка.

Числа твердости HRC для некоторых деталей и инструментов

Детали и инструментыЧисло твердости HRC
Головки откидных болтов, гайки шестигранные, рукоятки зажимные33. 38
Головки шарнирных винтов, концы и головки установочных винтов, оси шарниров, планки прижимные и съемные, головки винтов с внутренними шестигранными отверстиями, палец поводкового патрона35. 40
Шлицы круглых гаек36. 42
Зубчатые колеса, шпонки, прихваты, сухари к станочным пазам40. 45
Пружинные и стопорные кольца, клинья натяжные45. 50
Винты самонарезающие, центры токарные, эксцентрики, опоры грибковые и опорные платики, пальцы установочные, цанги50. 60
Гайки установочные, контргайки, сухари к станочным пазам, эксцентрики круговые, кулачки эксцентриковые, фиксаторы делительных устройств, губки сменные к тискам и патронам, зубчатые колеса56. 60
Рабочие поверхности калибров – пробок и скоб56. 64
Копиры, ролики копирные58. 63
Втулки кондукторные, втулки вращающиеся для расточных борштанг60. 64

Таблица соотношений между числами твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору

Указанные значения твердости по Роквеллу, Виккерсу и Шору соответствуют значениям твердости по Бринеллю, определенным с помощью шарика диаметром 10 мм.

По РоквеллуПо БринеллюПо Виккерсу
(HV)
По Шору
HRCHRAHRBДиаметр отпечаткаHB
6584,52,3468894096
6483,52,3767091294
63832,3965986793
6282,52,4264384692
61822,4562781891
6081,52,47616
59812,560175686
5880,52,5458270483
57802,56573693
56792,655565379,5
55792,61551644
5478,52,6553461876,5
53782,68522594
5277,52,71510578
51762,754955671
50762,76492549
49762,81474528
48752,8546150965,5
47742,944448463,5
4673,52,93435469
45732,9542946161,5
4473341544259,5
42723,06398419
40713,1437839554
38693,2435436650
36683,34333342
34673,4431331944
32673,52298302
30663,628528840,5
28653,726927138,5
26643,825525636,5
24631003,924124234,5
226298422922932,5
2061974,121721731
1860954,220720629,5
59934,26200199
584,3419319227,5
57914,418718627
56894,4818017925

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

Роквелла метод

Ме́тод Рокве́лла является методом проверки твёрдости материалов. Из-за своей простоты этот метод является наиболее распространённым способом проверки твёрдости материалов. Способ основан на проникновении твёрдого наконечника в материал и измерении глубины проникновения.

Содержание

История

Измерение твердости по относительной глубине проникновения индентора было предложено в 1908г. венским профессором Людвигом (Ludwig) в книге Die Kegelprobe (дословно «испытание конусом») [1] . Метод определения относительной глубины исключал ошибки, связанные с механическими несовершенствами системы, такими как люфты и поверхностные дефекты.

Твердомер Роквелла, машина для определения относительной глубины проникновения, был изобретен уроженцами шт. Коннектикут Хью М. Роквеллом (1890-1957) и Стэнли П. Роквеллом (1886-1940). Потребность в этой машине была вызвана необходимостью быстрого определения эффектов термообработки на обоймах стальных подшипников. Метод Бринелля, изобретенный в 1900 г. в Швеции, был медленным, не применимым для закалённых сталей, и оставлял слишком большой отпечаток, чтобы рассматриваться как неразрушающий.

Патентную заявку на новое устройство подали 15.07.1914, и, после ее рассмотрения, был выдан патент № 1294171 от 11.02.1919 [2] .

Во время изобретения Хью и Стэнли Роквеллы (не прямые родственники) работали в компании New Departure Manufacturing (г. Бристоль, шт. Коннектикут). New Departure, бывшая крупным производителем шарикоподшипников, в 1916 г. стала частью United Motors, а, вскоре, корпорации Дженерал Моторс (General Motors).

После ухода из компании в Коннектикуте, Стэнли Роквелл переехал в г. Сиракьюс (Syracuse), шт. Нью-Йорк, и 11.09.1919 подал заявку на усовершенствование первоначального изобретения, которая была утверждена 18.11.1924. Новый прибор имел патент № 1516207 [3] [4] . В 1921 г. Роквелл переехал в Уэст-Хартфорд (West Hartford), шт. Коннектикут, где сделал дополнительные усовершенствования [4] .

В 1920 г. Стэнли сотрудничал с производителем инструментов Чарльзом Вильсоном (Charles H. Wilson) из компании Wilson-Mauelen, с целью коммерциализации изобретения и разработки стандартизированных испытательных машин [5] .

Около 1923 г. Стэнли основал фирму по термообработке Stanley P. Rockwell Company, которая всё еще существует в Хартфорде, шт. Коннектикут. Через несколько лет она, переименованная в Wilson Mechanical Instrument Company, сменила владельца. В 1993 г. компанию приобрела корпорация Instron.

Шкалы проверки твёрдости по Роквеллу

Существует несколько шкал для проверки твёрдости, основанных на комбинации «индентор (наконечник) — нагрузка». Используются три типа индентеров: шарик из карбида вольфрама диаметром 1/16 дюйма (1,5875 мм), такой же шарик из твёрдой стали (не рекомендуется) и конический алмазный наконечник с углом при вершине 120°. Возможные нагрузки — 60, 100 и 150 кгс. Величина твёрдости определяется как разница в глубине проникновения индентора при приложении основной и предварительной (10 кгс) нагрузки. Значения твёрдости по методу Роквелла предваряются буквой A, B или C.

ОСНОВНЫЕ ШКАЛЫ ТВЁРДОСТИ ПО РОКВЕЛЛУ

ШкалаИнденторНагрузка, кгс
ААлмазный конус
с углом 120° в вершине
60 кгс
ВШарик диам. 1/16 дюйма
из карбида вольфрама (или из твёрдой стали)
100 кгс
САлмазный конус
с углом 120° в вершине
150 кгс

Формулы для определения твёрдости

Твёрдость по шкале С (HRC) определяется формулой:

mbox<HRC data-lazy-src=

  1. Выбрать подходящую для проверяемого материала шкалу (А, В или С)
  2. Установить соответствующий индентор и нагрузку
  3. Перед тем, как начать проверку, надо сделать два неучитываемых отпечатка, чтобы проверить правильность посадки наконечника и стола
  4. Установить эталонный блок на столик прибора
  5. Приложить предварительную нагрузку в 10 кгс, обнулить шкалу
  6. Приложить основную нагрузку и дождаться до приложения максимального усилия
  7. Освободить индентор
  8. Прочесть на циферблате по соответствующей шкале значение твёрдости (цифровой прибор показывает на экране значение твёрдости)
  9. Порядок действий при проверке твёрдости испытуемого образца такой же, как и на эталонном блоке. Допускается делать по одному измерению на образце при проверке массовой продукции

Факторы, влияющие на точность измерения

  1. Важным фактором является толщина образца. Не допускается проверка образцов с толщиной менее десятикратной глубины проникновения наконечника
  2. Ограничивается минимальное расстояние между отпечатками (3 диаметра между центрами ближайших отпечатков)
  3. Недопущение параллакса при считывнии результатов с циферблата

Сравнение шкал твёрдости

Перевод единиц твёрдости HRB в единицы твёрдости по методу Бринелля HB (нагрузка 3000 кгс, диам. шарика 10 мм)

Простота метода Роквелла (главным образом, отсутствие необходимости измерять диаметр отпечатка) привела к его широкому применению в промышленности для проверки твёрдости. Также не требуется высокая чистота измеряемой поверхности (например, методы Бринелля и Виккерса включают замер отпечатка с помощью микроскопа и требуют полировку поверхности). К недостатку метода Роквелла относится меньшая точность по сравнению с методами Бринелля и Виккерса. Существует корреляция между значениями твёрдости, замеренной разными методами (см. рисунок — перевод единиц твёрдости HRB в твёрдость по методу Бринелля для алюминиевых сплавов). Зависимость носит нелинейный характер. Имеются нормативные документы, где приведено сравнение значений твёрдости, измеренной разными методами (например, ASTM E-140).

Оценка механических свойств по испытаниям на твёрдость

Связь между результатами проверки на твёрдость и прочностными характеристиками материалов исследовались такими учёными-материаловедами, как Н. Н. Давиденков, М. П. Марковец и др. Используются методы определения предела текучести по результатам проверки на твёрдость вдавливанием. Такая связь была найдена, например, для высокохромистых нержавеющих сталей после различных режимов термообработки. Среднее отклонение для конического алмазного индентора составляло всего +0,9 %. Были проведены исследования по нахождению связи между значениями твёрдости и другими характеристиками, определяемыми при растяжении, как предел прочности (временное сопротивление, сужение в шейке и истинное сопротивление разрушению.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector