Метод Роквелла
Метод Роквелла – наиболее популярный способ определения твердости. Процедура регламентирована ГОСТ 9013-59, предполагает вдавливание в образец одного из типов инденторов:
- алмазный конус для твердых сталей и закаленных сплавов;
- твердосплавный шарик для цветных металлов и сплавов с умеренной твердостью.
При проведении работ задействуется профильное оборудование. Оно обеспечивает надежную фиксацию заготовки, планомерное погружение индентора и отображение результатов замеров.
Рис. 1 Измерение твердости методом Роквелла
Метод измерения твердости по Роквеллу предполагает использование различных шкал с буквенным обозначением. Шкалы А и С применяются для работы с алмазными инденторами, шкала В – с твердосплавными шариками.
При измерении твердости металлов методом Роквелла нельзя уравнивать значения, полученные при работе с разными шкалами. Это принципиально разные показатели, ориентированные на определенные типы материалов.
Измерение методом Роквелла по ГОСТ предполагает использование следующих диапазонов значений.
- Проведение испытаний в соответствии со шкалой А – от 70 до 93 HR.
- Использование метода измерения Роквелла в рамках шкалы В – от 25 до 100 HR.
- Определение твердости стали HRC (шкала С) – от 20 до 67 HR.
При работе с инструментами и крепежами принято использовать шкалу С. Каждая группа изделий имеет рекомендуемые показатели твердости. Соответствие указанным значениям гарантирует долгую службу продукции.
Слесарный инструмент
При изготовлении слесарного инструмента задействуются легированные и углеродистые стали. Твердость материала HRC должна находиться в следующих диапазонах:
- напильники и сменные отрезные полотна для ножовок – от 56 до 64 единиц;
- чертилки, кернеры, зубила и бородки – от 54 до 60 единиц;
- ударный инструмент, представленный молотками и их аналогами – от 50 до 57 единиц.
Твердость 56 HRC является универсальным показателем. Значение подтверждает высокую прочность изделий для всех перечисленных групп.
Инструмент для монтажных работ
Монтажный инструмент широко используется на производстве и в быту. Степень твердости определяет интенсивность износа и прочностные характеристики продукции.
Для каждого типа изделий определен рекомендованный уровень твердости:
- гаечные ключи с зевом до 36 мм – от 45,5 до 51,5 единиц;
- гаечные ключи с зевом более 36 мм – от 40,5 до 46,5 единиц;
- отвертки – от 47 до 52 единиц;
- зажимной инструмент, представленный плоскогубцами, пассатижами и щипцами – от 44 до 50 единиц.
Твердость 52 HRC оптимальна для большинства изделий. Продукция с подобным показателем обладает длительным сроком службы и достаточной прочностью.
Металлорежущий инструмент
Высокая твердость – обязательное условие для качественного металлорежущего инструмента. Она позволит сохранить остроту кромок, снизит периодичность заточки и прочих сервисных процедур.
Для каждой группы инструмента рекомендованы соответствующие значения по шкале HRC:
- отрезной инструмент в виде кусачек и бокорезов – от 56 до 61 единицы;
- зенкеры и зенковки – от 61 до 65 единиц;
- метчики и плашки – от 61 до 64 единиц;
- сверла для работы с металлом – от 63 до 69 единиц;
- фрезы, при производстве которых используется сталь HSS – от 62 до 66 единиц.
Для сверл с покрытием из нитрида титана твердость лезвия HRC должна составлять свыше 80 единиц. Требования обусловлены высокой нагрузкой на инструмент в процессе эксплуатации.
Крепежи
При определении надежности крепежей учитывается не только твердость, но и класс прочности. Данные параметры тесно связаны между собой.
Таблица №1. Взаимосвязь класса прочности и твердости HRC для болтов, винтов, гаек и шайб
Для прочих крепежей существуют диапазоны рекомендованных показателей прочности.
Таблица №2. Рекомендованные значения прочности для прочих крепежных элементов
Способы определение твердости
Для определения твердости методом Роквелла используются стационарные и портативные твердомеры. При ограниченном бюджете применяются специальные напильники.
Стационарные твердомеры
К стационарным твердомерам относятся высокоточные измерительные приборы. Устройства устанавливаются в лабораториях, обеспечивают оптимальные условия для проведения экспериментов.
Наиболее прогрессивные твердомеры имеют программное управление, позволяют детально настроить параметры процедуры. Оборудование регулярно проходит поверку, адаптировано к интенсивной эксплуатации.
Рис. 2 Стационарный твердомер
Портативные твердомеры
Портативные измерительные приборы предназначены для выездных замеров. Они имеют малые габариты, сохраняют функционал в различных пространственных положениях. Большинство устройств имеет жидкокристаллические дисплеи, поддерживает функцию запоминания и сравнения значений.
Рис. 3 Портативный твердомер
Напильники
Использование специальных напильников – наиболее доступный способ измерения твердости. Инструмент поставляется в наборах. Они содержат несколько напильников, каждый из которых ориентирован на определенную твердость (соответствующее обозначение есть на рукояти инструмента).
Рис. 4 Набор напильников для определения твердости
Испытания проводятся в определенной последовательности.
- Заготовка зажимается в тисках либо фиксируется иным надежным способом.
- На тестируемую поверхность поочередно воздействуют напильниками. Мастер начинает с инструмента, имеющего наименьшую твердость. Если он не оставляет царапин, применяется следующий напильник из линейки.
- Как только на заготовке появляются следы, смена напильников прекращается. Мастер сравнивает твердость последнего и предшествующего инструмента. Промежуточное значение является показателем HRC для испытываемой детали.
Напильники не используются при проведении лабораторных исследований ввиду низкой точности измерения. Они предназначены для бытового использования и рядовых производственных операций.
Рис. 5 Схемы работы с напильником
Сравнительная таблица твердости
Для определения твердости применяется не только алгоритм Роквелла, возможно использование способов Бринелля и Виккерса. Каждый метод предполагает получение цифровых значений, сопоставимых между собой.
Для лучшей интерпретации результатов измерений предусмотрена специальная таблица.
Таблица №3 Соответствие результатов измерений, полученных методом Виккерса, Бринелля и Роквелла
Таблица №4 Соответствие результатов измерений, полученных методом Виккерса, Бринелля и Роквелла (часть 2)
Наглядно сравнить твердость изделий в соответствии со шкалами измерений поможет следующая схема.
Рис. 6 Сравнение твердости изделий применительно к системам измерения Роквелла и Бринелля
При покупке инструмента стоит уточнить степень его твердости. Соответствующие сведения могут содержаться в паспорте качества, сертификатах соответствия и прочей сопроводительной документации.
Купить сверла по металлу, а также метчики и плашки с высокими показателями твердости поможет магазин РИНКОМ. Здесь представлена качественная продукция отечественного, европейского и китайского производства. Изделия соответствуют требованиям отраслевых нормативов, подходят для бытового и промышленного использования. Для ознакомления с полным спектром представленных товаров рекомендуется воспользоваться каталогом.
