Твердомеры Роквелла

Твердомеры Роквелла — это многофункциональные приборы для проведения испытаний образцов на прочность и сопротивляемость переменным нагрузкам, а также для определения значений твёрдости по одноимённой шкале. Перечисленные физико-механические свойства по сравнению с другими влияют на формирование эксплуатационных характеристик наибольшим образом. Поэтому их показатели берутся за основу при определении степени качества материалов и изделий в металлургической, машиностроительной и других областях промышленности, а для получения достоверных данных используются твердомеры Роквелла всемирно известных брендов, в частности, KB Pruftechnik. 

Основные элементы твердомеров Роквелла

В лабораториях производственных предприятий используются преимущественно стационарные твердомеры Роквелла. Они представляют собой цельную и жёсткую П-образную конструкцию, положенную на бок и состоящую из двух блоков. К измерительному (верхнему) принадлежат индикатор часового типа или дисплей и электродвигатель с тензодатчиком. В нижний блок входят предметный стол твёрдостью от HRC 50 и винтовая пара с большим шагом для его перемещения.

Современные твердомеры Роквелла дооснащаются двигателем, электронной системой измерения, дисплеем, устройствами автоматического подвода, предварительного нагружения, контроля величины усилий и времени их применения. Такие совершенствования упрощают работу оператора, позволяют добиться более точных результатов, но на методику испытаний не влияют.

Суть метода Роквелла и последовательность его применения

В основе метода Роквелла лежит способность материала к пластической деформации под воздействием более твёрдого объекта — индентора. Функцию последнего в твердомерах Роквелла может выполнять алмазный конус с углом 120° при скруглённой вершине с радиусом 0,2 мм либо шарик диаметром 1,5875 или 3,175 мм, изготовленный из карбида вольфрама или закалённой стали. Оба наконечника предназначены для вдавливания в поверхность образца под действием возрастающего и последовательно прилагаемого 2-кратного нагружения, а суть испытаний заключается в получении 2 отпечатков, измерении их глубины и нахождении относительной разницы между этими значениями.

Исследования с помощью твердомеров Роквелла проводятся при температуре 18–23 °С и влажности воздуха 70–80 %. Порядок работы такой:

1.     Размещение образца на измерительном столе шлифованной стороной вверх. Согласно ГОСТу 2789–73 её шероховатость должна быть не ниже Ra 2,5.

2.     Предварительное нагружение образца, достигающее 10 кгс. Осуществляется оно путём подведения образца к индентору и поднимания до тех пор, пока большая стрелка не займёт вертикальное положение. Такая позиция свидетельствует о внедрении индентора на глубину, при которой упругая деформация образца переходит в пластическую.

3.     Основное нагружение образца. Начинается оно с включения рычагом или кнопкой режима вдавливания индентора в поверхность образца. Заканчивается в момент остановки стрелки индикатора.

4.     Снятие нагрузки и считывание с индикатора результатов испытаний. Вычисления твёрдости проводятся по формуле HR = N − (H − h) : s. В ней H и h — глубины проникновения индентора в поверхность образца под действием основной и предварительной нагрузок соответственно, а N и s — константы.

HR — это твёрдость по Роквеллу. К данному обозначению добавляется ещё одна буква (A, B, C, D, E, F, G, H, K, N или T). Она указывает на шкалу, по которой проводились измерения. Всего их 11. Различаются по типу индентора, величине нагрузки (она может равняться 60, 100 или 150 кгс) и значениям констант. Самые популярные — шкалы A, B и C.

Преимущества твердомеров Роквелла

Твердомеры Роквелла получили широкое распространение в первую очередь благодаря универсальности используемого метода, так как вместе со стандартными образцами он позволяет тестировать поверхности с повышенной твёрдостью, листовые материалы толщиной 0,3–1,0 мм, цилиндрические изделия диаметром от 6 мм и детали с кривизной поверхности R3. К неоспоримым плюсам оборудования также принадлежат:

·        неразрушающее действие. Нагружение происходит с усилием, которое приводит лишь к незначительной деформации поверхности. Это обстоятельство даёт возможность исследовать не только полуфабрикаты, но и готовые изделия;

·        точность приложения нагрузки. Погрешность составляет не более 0,1 %, что способствует получению результатов измерений с надёжной повторяемостью;

·        простота вычислительного процесса. Нет потребности в определении величины диаметров полученных отпечатков;

·        оперативность работы. Длительность одного испытания не превышает 2–8 с;

·        удобство применения и считывания результатов. В большинстве современных приборов все функции автоматизированы.

Достоинством твердомеров Роквелла является и то, что на основе его показаний можно делать выводы как непосредственно о твёрдости образцов, так и об их сопротивляемости разрушениям, прочности на сжатие, эластичности и даже текучести.

Сферы использования твердомеров Роквелла

Твердомеры Роквелла предназначены для определения степени твёрдости металлов и сплавов, а также небольших и крупногабаритных деталей из них под воздействием нагрузок величиной до 150 кгс. Раньше такому контролю подвергались и сырьевые материалы, и заготовки, и конечные продукты. Сейчас технологии позволяют при формировании химического состава достигать более высокой точности и тем самым обеспечивать заготовкам необходимые физико-механические свойства. Поэтому измерения по Роквеллу на всех этапах производства осуществляются редко. Чаще — только после химико-термической обработки изделий, наибольшим образом влияющей на их качество.

В цехах и отделах контроля предприятий, на складах готовой продукции и сырья, в лабораториях исследовательских институтов и учебных заведений применяются главным образом твердомеры Роквелла стационарного типа. С их помощью определяются прочностные характеристики не только металлических изделий и наплавленных слоёв, но и графита, пластмассы, фанеры, прессованной древесины, защитных покрытий и многого другого. Такими же возможностями обладают и портативные твердомеры Роквелла, но они используются при необходимости проводить испытания в полевых условиях.

Рекомендации по выбору твердомеров Роквелла

Принимая решение, какой твердомер Роквелла лучше купить, нужно учитывать диапазон нагрузок, тип привода, количество режимов работы, репутацию производителя, соответствие государственным стандартам и многое другое. Мы предлагаем упростить задачу, остановив выбор на продукции известной немецкой компании KB Pruftechnik. Во-первых, выиграете в надёжности оборудования, а во-вторых, в комфортности использования. Все модели автоматизированы, снабжены многофункциональным программным обеспечением и устроены так, чтобы их можно было доукомплектовывать согласно конкретным потребностям. Среди стационарных твердомеров КВ по методу Роквелла работают следующие:

·        КВЕ 150. Определяют твёрдость образцов высотой до 260 мм по основным шкалам;

·        КВ 150R. Выпускаются в 4 модификациях, предназначенных для испытания образцов высотой до 350 мм, 390 мм, 600 мм и 900 мм соответственно. Позволяют дополнительно проводить измерения твёрдости по Бриннелю и Виккерсу;

·        КВ 250, КВ 750, КВ 3000. Это универсальные модели, которые работают как по Роквеллу и Супер-Роквеллу, так и с применением методов Бриннеля, Виккерса, Микро-Виккерса, Кнупа.

Любой из стационарных твердомеров Роквелла у нас можно купить по максимально доступной цене, так как компания «СИНЕРКОН» является официальным дистрибьютором KB Pruftechnik. При необходимости выполняем настройку, калибровку, ввод оборудования в эксплуатацию. Также занимаемся гарантийным и техническим обслуживанием. Свои запросы указывайте в заявке или звоните. Ответим в любой день!