Ghid de principiu de lucru al testerului de duritate Rockwell

Testarea durității este o metodă fundamentală de evaluare a proprietăților mecanice ale materialelor. Dintre diferitele tehnici disponibile, testul de duritate Rockwell se remarcă ca fiind una dintre cele mai larg adoptate metode în mediile industriale. Popularitatea sa provine din simplitatea, viteza și natura directă a citirilor sale de duritate. Spre deosebire de metodele care necesită măsurarea optică a unei indentări, testul Rockwell oferă o valoare imediată a durității bazată pe adâncimea de penetrare, făcându-l foarte eficient pentru controlul calității liniei de producție și verificarea de rutină a materialului. Înțelegerea principiului de funcționare al acestui instrument esențial este cheia pentru obținerea de rezultate fiabile, repetabile și optimizarea utilizării acestuia în diverse aplicații.

Metoda de măsurare a adâncimii

Principiul fundamental al testului de duritate Rockwell este măsurarea adâncimii de indentare permanentă. Testul determină duritatea unui material prin calcularea creșterii nete a adâncimii de adâncime după ce o sarcină majoră este aplicată și apoi îndepărtată, în timp ce o sarcină minoră rămâne pe loc.

O caracteristică unică a metodei Rockwell este procesul său de încărcare în două-etape, care minimizează efectiv influența neregularităților suprafeței și asigură că măsurarea reflectă duritatea reală în vrac a materialului. Valoarea durității este derivată din diferența de adâncime de penetrare dintre etapele de încărcare minoră și majoră. Această diferență de adâncime este apoi convertită într-un număr de duritate pe o scară predefinită. Deoarece metoda se bazează pe măsurarea adâncimii mai degrabă decât pe zona de indentare, rezultatele sunt obținute aproape instantaneu, contribuind la reputația testului pentru viteză și eficiență.

Proces de încărcare în două-etape

Precizia și fiabilitatea testului Rockwell sunt în mare parte atribuite secvenței sale de încărcare în două-etape:

Încărcare minoră (preîncărcare)

O forță inițială relativ mică, de obicei 10 kgf sau 3 kgf, în funcție de scară, este aplicată pe indentor. Această preîncărcare servește două scopuri critice: asigură un contact ferm și consistent între indentor și suprafața materialului și stabilește un plan de referință stabil (linia de bază) prin apăsarea indentorului la o adâncime inițială h₀. Indicatorul de adâncime este apoi pus la zero în această poziție.

Sarcină majoră (sarcină de testare)

În urma sarcinii minore, se aplică o sarcină majoră semnificativ mai mare, aducând forța totală de încercare la valoarea sa maximă (de obicei 60, 100 sau 150 kgf, în funcție de scară). Această sarcină suplimentară antrenează indentatorul mai adânc în material, creând adâncitura permanentă care va fi măsurată. Sarcina majoră este menținută pentru o perioadă de timp predeterminată, de obicei între 1 și 15 secunde, pentru a permite orice recuperare elastică în material.

Odată ce timpul de oprire este complet, sarcina majoră este îndepărtată, dar sarcina minoră este reținută. Sistemul de măsurare a adâncimii înregistrează apoi adâncimea finală de penetrare (h). Numărul durității Rockwell este calculat pe baza creșterii nete a adâncimii (h - h₀), cu o adâncime netă mai mică indicând un material mai dur.

Un test de duritate Rockwell standard urmează o procedură sistematică{0}}cu-pas cu pas:

Pasul 1 – Pregătirea probei

Eșantionul de testat trebuie să aibă o suprafață curată, plană și netedă, fără ulei, calcar sau alți contaminanți. Pentru rezultate precise, grosimea minimă a eșantionului ar trebui să fie de cel puțin zece ori adâncimea de indentare estimată pentru a preveni nicovala să influențeze măsurarea.

Pasul 2 – Selectați Indenter și Scale

Pe baza tipului de material și a intervalului de duritate așteptat, sunt selectate indentatorul adecvat (con de diamant sau bilă de oțel) și scara Rockwell (de exemplu, HRA, HRB, HRC).

Pasul 3 – Aplicați încărcare minoră

Eșantionul este poziționat pe nicovală și se aplică sarcina minoră. Această sarcină inițială fixează indentatorul în material și stabilește adâncimea de referință.

Pasul 4 – Aplicați sarcina majoră

Se aplică apoi sarcina majoră, crescând forța totală de testare la valoarea sa maximă. Sarcina este reținută pentru timpul de stație specificat.

Pasul 5 - Eliminați sarcina majoră și măsurați

După timpul de așteptare, sarcina majoră este îndepărtată în timp ce sarcina minoră este menținută. Sistemul de măsurare a adâncimii calculează creșterea netă a adâncimii de adâncime, care este apoi convertită automat într-un număr de duritate Rockwell și afișată pe sistemul de citire.

Testul de duritate Rockwell utilizează mai multe scale, fiecare definită de o combinație specifică de tip de indentor și sarcină aplicată. Această versatilitate permite metodei să găsească materiale, de la metale neferoase foarte moi la oțeluri de scule extrem de dure. Selectarea scalei corecte este esențială pentru obținerea unor rezultate valide și de încredere.

HRC (Scara Rockwell C)

Cântarul HRC folosește un indentor conic de diamant cu o sarcină totală de 150 kgf. Este cea mai frecvent specificată scară pentru evaluarea durității oțelurilor întărite, a oțelurilor pentru scule, a oțelurilor pentru rulmenți și a altor materiale feroase care au suferit tratament termic. Valorile HRC variază de obicei între 20 și 70, cu numere mai mari indicând o duritate mai mare.

HRB (Scara Rockwell B)

Cântarul HRB folosește un indentor cu bilă de oțel de 1/16-inch (1,588 mm) sub o sarcină de 100 kgf. Este conceput pentru materiale mai moi, inclusiv oțeluri recoapte sau normalizate, oțeluri cu conținut scăzut de-carbon, aliaje de aluminiu, alamă și alte metale neferoase. Scara HRB este deosebit de comună în evaluarea tablelor și a componentelor neferoase.

HRA (Rockwell A Scale)

Cântarul HRA utilizează un indentor conic de diamant cu o sarcină de 60 kgf. Este destinat materialelor foarte dure, cum ar fi carbura de tungsten, carburile cimentate și suprafețele subțiri din oțel călit-, unde o sarcină mai grea ar putea pătrunde prea adânc sau poate provoca fisuri.

Alte scale

Dincolo de cele mai comune cântare, sistemul Rockwell include cântare suplimentare (D la K) care folosesc diferite combinații de indentatoare și sarcini pentru a răspunde cerințelor de testare specializate. De exemplu, HRF utilizează o bilă de 1/16-inch cu o sarcină de 60 kgf pentru cuprul pur și alte metale foarte moi, în timp ce HR15N este o scară superficială utilizată pentru straturi subțiri și componente întărite la suprafață.

TheTester de duritate Rockwellși-a câștigat locul ca instrument standard în producție și controlul calității datorită mai multor avantaje convingătoare:

Viteză și eficiență

Deoarece metoda Rockwell nu necesită măsurarea optică a dimensiunii indentării, rezultatele sunt disponibile în câteva secunde de la finalizarea testului. Această transformare rapidă o face ideală pentru mediile de producție cu volum mare-în care sute sau mii de piese pot fi testate zilnic.

Pregătirea minimă a probei

Spre deosebire de metodele care necesită suprafețe foarte lustruite, testul Rockwell poate fi efectuat pe suprafețe relativ aspre sau ca{0}}prelucrate. Acest lucru reduce timpul și costurile asociate cu pregătirea specimenului.

Citire directă

Valorile durității sunt afișate imediat pe un cadran analogic sau pe un ecran digital, eliminând nevoia de calcule sau conversii la punctul de testare.

Compatibilitate largă a materialelor

Cu multiplele sale scale și opțiuni de indentor, testul Rockwell poate găzdui practic orice material metalic, de la aluminiu moale la oțel de scule călit.

În timp ce testul Rockwell oferă multe avantaje, utilizatorii ar trebui să fie conștienți de limitările sale:

• Testul este mai puțin potrivit pentru materiale extrem de subțiri sau acoperiri de suprafață, deoarece indentarea poate pătrunde prin strat sau poate fi influențată de substrat.
• Precizia metodei poate fi compromisă dacă specimenul de testat nu este susținut corespunzător sau dacă suprafața este neuniformă.
• Pentru materialele cu structuri de granulație grosieră sau eterogenitate semnificativă, alte metode precum Brinell sau Vickers pot oferi rezultate mai reprezentative.

Înțelegerea principiului de funcționare alTester de duritate Rockwelleste esențială pentru obținerea unor măsurători de duritate precise și fiabile în aplicații industriale. Procesul de încărcare în două-etape, abordarea de măsurare bazată pe-profunzime și mai multe opțiuni de scară a testului îl fac un instrument versatil și eficient pentru evaluarea materialelor. Selectând indentatorul și scara adecvate, pregătirea corectă a probelor și urmând proceduri standardizate, utilizatorii pot valorifica întregul potențial al acestei metode-testate în timp.

Pentru îndrumări profesionale cu privire la selectarea soluției potrivite de testare a durității pentru aplicația dumneavoastră specifică, vă rugăm să ne contactați astăzi.