Skala twardości Rockwella - Polski Serwis Naukowy

Twardościomierz Rockwella

Odciski po pomiarze twardości metodą Rockwella (HRC)

Skala twardości Rockwella – zespół skal dla oznaczania twardości metali na podstawie testu dokonanego metodą opartą na pomiarze różnicy zagłębienia wgłębnika przy dwu obciążeniach testowych. Metoda została wynaleziona przez mieszkańców Connecticut Hughona M. Rockwella (1890–1957) i Stanleya P. Rockwella (1886–1940) i opatentowana w 1914 r.

Hartowanie – rodzaj obróbki cieplnej materiału prowadzący do zwiększenia jego twardości i wytrzymałości, jak również podniesienia granicy plastyczności i sprężystości.

Metale kolorowe - ogólna nazwa metali i stopów metali nieżelaznych (nie zawierających żelaza). Do metali kolorowych zalicza się m.in.: miedź, cynk, cynę, ołów, aluminium, a do stopów: mosiądz i brąz. Są to ciała o charakterystycznym połysku, są dobrymi przewodnikami cieplnymi.

Twardość w skali Rockwella oznacza się HR. Stosowanych jest kilka odmiennych skal, z których każda przeznaczona jest dla odmiennych stopów metali:

Skale C i A stosuje się dla stali hartowanych.

Skale B i F stosuje się dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych

Skale N i T stosuje się w przypadkach, gdy badana próbka ma niewielkie rozmiary lub jest bardzo cienka.

Przy podawaniu twardości określanej w skali Rockwella, w symbolu uwzględnia się metodę, np. HRC dla metody C. Zakres skali Rockwella wynosi od 20 dla miękkich stopów do 100 dla stali hartowanej (najtwardsza stal - martenzytyczna - ma twardość nie większą niż 65-70 HRC).

Twardość w skali Mohsa została skonstruowana przez niemieckiego mineraloga Friedricha Mohsa w 1812 r. Jest to skala dziesięciostopniowa, przy czym twardość poszczególnych minerałów nie jest ułożona proporcjonalnie i liniowo – ma charakter porównawczy. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali – bardziej miękki i może zostać zarysowany przez następujący po nim – twardszy. Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeżeli badany minerał będzie w stanie zarysować powierzchnię minerału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością. Np. jeżeli minerał badany zarysuje powierzchnię kwarcu, będąc jednocześnie rysowany przez niego, będzie miał taką samą twardość. Minerały są ustawione od najmniej do najbardziej twardego. Jeżeli minerał badany będzie w stanie zarysować np. kwarc, a on nie będzie w stanie zarysować materiału badanego, to twardość próbki uznamy za co najmniej 7,5 (porównanie z topazem mówi, czy nie jest większa).

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,06%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Metoda Rockwella polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 120° i promieniu zaokrąglenia 0,2 mm dla skali C, A i N lub stalowej, hartowanej kulki o średnicy 1,5875 mm (1/16") w metodach B, F i T przy użyciu odpowiedniego nacisku. Metoda ta jest szybka i łatwa w użyciu, gdyż przyrząd jest wyposażony w czujnik wyskalowany bezpośrednio w jednostkach twardości. Próba Rockwella pozostawia na badanym przedmiocie tylko słabo widoczną skazę, dlatego może być używana do kontroli gotowych wyrobów.

Skala twardości Vickersa – skala oznaczania twardości metali na podstawie testu dokonanego metodą Vickersa. Twardość w skali Vickersa oznacza się HV i leży w zakresie od 80 do 700.

Skala twardości Brinella - skala oznaczania twardości metali na podstawie testu dokonanego metodą Brinella. Twardość w skali Brinella oznacza się HB i leży w zakresie od 3 do 600.

Procedurę dokonywania pomiarów metodą Rockwella opisuje Polska Norma PN-EN ISO 6508.

Przebieg pomiaru : faza 1 - obciążenie wstępne F0, ustawienie czujnika, faza 2 - obciążenie robocze FO+F1, powstaje trwałe odkształcenie; faza 3 - odciążenie do obciążenia wstępnego F0, odczyt twardości ze skali czujnika w jednostkach HRB

Bibliografia

Praca zbiorowa: Mała encyklopedia metrologii. WNT, 1989. str. 434-436

Zobacz też

Twardość metali

Skala twardości Vickersa

Skala twardości Brinella

Skala twardości Shore'a

Metoda Poldi

Metoda Leeba

Skala twardości Mohsa – twardość minerałów