«Випробування конусом». Ця назва книги, в якій вперше було запропоновано вимірювати твердість матеріалів шляхом проникнення в них алмазного конуса.

Його вдавлюють в випробуваний зразок з певною силою. За глибиною борозни визначають податливість матеріалу. Він завжди поступається, питання лише, наскільки, адже алмаз - найміцніший у світі камінь .

Книга написана професором Людвігом. Видана брошура в 1908-му році. З тих пір і існує шкала Роквелла. Чому Роквелла, а не Людвіга? Про це, і не тільки, далі.

Секрет назви шкали Роквелла

Професор Людвіг підготував теоретичну базу, але не винайшов машину для вимірювання. Щоб конус натиснув на матеріал з певною силою, потрібен налагоджений механізм.

Його придумали двоє винахідників з Коннектикуту. Одного американця звали Стенлі, іншого - Х'ю. Прізвище одна на двох - Роквелл. Чоловіки були далекими родичами, працювали на підприємстві - New Dearture Manufacturing.

Роквелл працювали на благо свого підприємства. Потрібно було визначати ефект термообробки на підшипниках із загартованої стали . У 1900-му взяли на озброєння метод Брінелля.

Він пропонував вдавлювати в випробовуваний матеріал кулька все з тієї ж загартованої сталі. Процес був повільним, а відбиток занадто значним, щоб вважатися неразрушающим.

Показник твердості визначався по діаметру сліду. Діапазон шкали Роквелла був більше, метод швидше, відбитки на деталях після нього - незначними. Важливою стала глибина сліду, а не його діаметр.

Завдяки новій установці New Dearture Manufacturing вже до 1916 му році увійшла до складу корпорації General Motors. Як же виглядає апарат Роквелла?

На чому визначають твердість за шкалою Роквелла

Установка віддалено нагадує швейну машину. Є імпровізована голка - алмазний конус (або кулька ) І матеріал, в який голка повинна увійти. Для цього підвішують вантаж, який регулює силу впливу.

Час відображається на індикаторі. Роблять 2 підходи. Перше натискання дорівнює 10 кілограмам сили (кгс), друге - 100 або 150-ти. Менший тиск виявляється кулькою, більше - конусом.

Випробуваний матеріал лежить на так званому столику. алмаз на нього опускається за допомогою вантажного важеля. Опуститися плавно йому допомагає рукоять з масленим амортизатором.

Основне навантаження витримують 3-6 секунд, в залежності від розмірів випробуваного зразка. Сила впливу на нього, до речі, теж залежить від величини.

Попередню навантаження зберігають аж до отримання результату. Його відображає велика стрілка індикатора, що рухається за годинниковою. Які цифри може вказати прилад, і що вони означають? Давайте з'ясовувати.

Будова шкали Роквелла

Існує 11 шкал Роквелла. Вони відрізняються за співвідношенням наконечника до навантаження. Наконечник в установці іменується ідентером. Алмазний конус вже давно не є його єдиним варіантом.

Застосовуються, так само, кульки з сплаву карбіду з вольфрамом , А так само, сфери із загартованої сталі. Шкали позначаються латинськими літерами: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T. Найбільш поширені A, B і С.

шкала А відповідає алмазному конусу. Кут при його вершині обов'язково становить 120 градусів. Навантаження при впливі алмазом дорівнює 60 кгс. 100 кгс - навантаження вже карбідного кульки шкали В. Для неї може бути застосована і сфера зі сталі. Важливий діаметр кульки в 1/16 дюйма. Це трохи більше півтора міліметрів.

Шкала Роквелла, таблиця якої позначається літерою С, знову присвячена алмазному конусу з кутом при вершині в 120 градусів. Різниця в навантаженні. На відміну від А, вона складає не 60, а 150 кгс.

Літерне позначення шкали Роквелла додається до результату, вираженого числом. Поруч розташовується покажчик HR - твердість по Роквеллу.

Тепер, залишається розібратися, яка величина вважається за шкалою приладу Роквелла прийнятною для тих, чи інших виробів. Показник важливий не тільки для підшипників і інших елементів автомобілів, літаків, ракет.

Цифри мають значення, наприклад, при виборі ножів. Вони, як правило, робляться з загартованої сталі. Далі, розповімо, які варто брати, а які ні.

Шкала Роквелла для ножів, і не тільки

Холодна зброя, зазвичай, робиться з загартованої сталі. Шкала Роквелла доходить до 100 балів. Для марки загартованої сталі Y9 показник дорівнює 58-ми. 35XM - марка сплаву, що характеризується відміткою 45-53 HRC.

Якщо говорити про ножах , Особливо цінується японська Аогамі. Твердість цієї стали за шкалою Роквелла - близько 67-ми балів. Максимальний показник для ножового сплаву - 70 одиниць.

«Аогамі» в перекладі з японської означає «блакитна папір». Така обгортка, в яку загортають сталеві заготовки. Однак, цифри на мечах можуть ввести в оману.

У світі є близько 10-ти шкал, застосовуваних для вимірювання твердості сплавів, металів. Залишається в ходу метод Брінелля. Існують шкали Віккерса, Шора, Аскер. Їх показники пишуться, як правило, за однією схемою. Відрізняються лише літери. За Вікерсом, наприклад, записи доповнюють букви HV.

Різняться і числа. Але, сенс їх стає зрозумілим, лише в разі знання літерних позначень для всіх шкал. Так, те, що по Роквеллу не більш 86-ти, по Шору - вже 102, а за Вікерсом - понад 1 000.

На коментарі продавців орієнтуватися доводиться рідко. У більшості магазинів консультанти або плутаються в нюансах всіх відомих шкал і позначень на продукції, або не володіють інформацією навіть в загальних рисах.

Якщо на ножах шкала Роквелла (HRC) відображається, то на машинних деталях оцінка не ставиться. Немає її і в супровідних документах. Орієнтуватися доводиться лише на марку сплаву.

На початку глави вказувалося, що для кожного складу є встановлені межі. Твердість підшипникової стали за шкалою Роквелла повинна бути не менше 56,5 одиниць.

В іншому випадку, деталі відбраковуються. Береться усереднений показник обойми, а не кожного підшипника окремо.

Що може вплинути на точність вимірювань методом Роквелла

Наостанок зауважимо, що відбракування деталей може робитися не тільки після вимірів, але і до їх початку. В установку не завадить матеріали, товщина яких менше десятиразової глибини проникнення алмазного конуса.

Гранична глибина його впровадження дорівнює 0,2 міліметра. Тобто, для випробувань підходять деталі товщиною від 2 сантиметрів. Якщо штамп проставлений на більш тонкому елементі, заміри, напевно, невірні.

Обмежуватися має і відстань між відбитками. Мінімальний показник - 3 діаметра. Рівно стільки місця потрібно залишати між центрами 2-х сусідніх відбитків. Третій момент, що впливає на об'єктивність вимірювань - паралакс.

Слово грецьке, означає «зміну», «чергування». Мова про зміну положення об'єкта відносно віддаленого фону. Паралакс не повинен бути присутнім при зчитуванні показань з циферблата установки Роквелла.

Нюансів роботи зі шкалою Роквелла, як видно, маса. Зате, точне вимірювання твердості сплаву дає приблизні знання про інших його характеристиках, наприклад, межі міцності, опорі руйнувань і відносному звуженні.

Зв'язок показників описана в працях Миколи Давиденко і Михайла Марківці. Обидва - радянські вчені матеріалознавці.