Tvrdoća po Rockwellu

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Uređaj za ispitivanje tvrdoće po Rockwellu.
Uređaj za ispitivanje tvrdoće po Rockwellu (utiskivač i postolje).
Digitalni uređaj za ispitivanje tvrdoće po Rockwellu.

Tvrdoća po Rockwellu je postupak za određivanje tvrdoće materijala, gdje se utiskuje poseban utiskivač u površinu ispitivanog materijala, pri čemu se ne mjeri površina otiska (kao kod ispitivanja tvrdoće po Brinellu i tvrdoće po Vickersu), već njegova dubina. Utiskivač je dijamantni stožac s vršnim kutom od 120º (s polumjerom zaobljenja na vrhu od 0,2 mm) ili zakaljena čelična kuglica promjera 1,5875 mm (1/16 inča) ili 3,175 mm (1/8 inča). [1]

Utiskivač se prisloni na površinu ispitivanog materijala početnom silom Fo (obično 10 kg ≈ 100 N), pri čemu se dobiva otisak dubine ho. To je ishodišni položaj za koji valja mjerilo za dubinu namjestiti na nulu kao ishodišnu vrijednost. Zatim se povećava opterećenje utiskivača (tijekom 1 do 8 sekundi) dodatnom silom F1, na ukupnu silu F. Trajanje opterećenja ukupnom silom iznosi 4 s ± 2 s. Potom se ukloni dodatna sila F1, te se pri opterećenju početnom silom Fo, očita na mjerilu (obično je to mjerna ura ili komparator točnosti 2 μm) dubina otiska h (mm).

U uređajima za ispitivanje tvrdoće po Rockwellu utiskivač se opterećuje utezima preko sustava poluga. Oni obično imaju hidrauličku kočnicu, kojom se regulira brzina opterećivanja, zaslon ili ekran na kojem na kojem se očitava geometrijska vrijednost udubljenja ili mjerna ura za mjerenje dubine prodiranja. Obično su stabilni, ali ih ima i prenosivih, predviđenih za upotrebu na gradilištu. Svi takvi uređaji smatraju se statičkim zbog polaganog porasta opterećenja, pa su i postupci ispitivanja statički.

Različiti postupci po Rockwellu[uredi VE | uredi]

Najčešće se primjenjuje postupak ispitivanja tvrdoće po Rockwellu HRC ili određivanje tvrdoće po Rockwellu stošcem. U iznimnim se slučajevima još ispituju postupci HRA ili HRD (za tvrde karbidne kovine), te HR15N, HR30N i HR45N (za tanke uzorke ili male ispitne plohe). [2]

Od postupaka sa zakaljenom čeličnom kuglicom promjera 1,5875 mm, najviše se primjenjuje postupak HRB (za nekaljeni čelik, mjed i broncu), a za posebne svrhe još i postupci HRF (za hladno valjani tanki lim i bakar), HRG (za slitine bakra s fosforom), te HR15T, HR30T i HR45T (za vrlo tanke uzorke ili male ispitne plohe). Postupci s kuglicom promjera 3,175 mm su HRE, HRH i HRK.

Različiti postupci po Rockwellu[3]
Postupak Kratica Opterećenje Utiskivač Upotreba
A HRA 60 kilograma dijamantni stožac s vršnim kutom od 120º Volframov karbid
B HRB 100 kg 1⁄16 inča promjer (1,5875 mm) zakaljena čelična kuglica Aluminij, mjed, bronca, i nekaljeni čelik
C HRC 150 kg 120° dijamantni stožac Kaljeni čelik
D HRD 100 kg 120° dijamantni stožac
E HRE 100 kg 1⁄8 inča promjer (3,175 mm) zakaljena čelična kuglica
F HRF 60 kg 1⁄16 inča promjer (1,5875 mm) zakaljena čelična kuglica
G HRG 150 kg 1⁄16 inča promjer (1,5875 mm) zakaljena čelična kuglica
zove se i brale utiskivač

Uobičajene vrijednosti[uredi VE | uredi]

  • Vrlo tvrdi čelici (kao na primjer visokokvalitetne oštrice noža): HRC 55–66 (kvalitetni brzorezni čelici i alatni čelici, kao M2, W2, O1, i D2, kao i novi sinterovani (praškasti) nehrđajući čelici kao: S30V, 154CM, CPM-M4, ZDP-189 , itd. ),
  • Vratila, dlijeta, itd.: HRC 40–45 (ugljični čelik Č 1045),
  • Mjed: HRB 55 (UNS C24000, H01 žaren) do HRB 93 (mjed za metke, UNS C26000 (260 mjed), H10 žaren) [4]

Prednosti i nedostaci[uredi VE | uredi]

Prednosti ispitivanja tvrdoće po Rockwellu su:

  • mjerenje je brzo, tvrdoća se očitava na skali tvrdomjera,
  • nije potrebna brižljiva priprema mjerne površine.

Nedostaci ispitivanja tvrdoće po Rockwellu su:

  • slaba selektivnost metode. Čitavo mjerno područje je od 0 do 100 HRC (teoretski) praktički od 20 do 70 HRC. Stoga se ova metoda koristi gotovo samo u pogonima, gotovo isključivo na toplinski obrađenim čelicima. Nepreciznost: ± 2 HRC. [5]

Usporedba raznih postupaka ispitivanja tvrdoće[uredi VE | uredi]

Postoje razni postupci za ispitivanja tvrdoće, a ponekad i nije moguće sasvim točno usporediti rane postupke, tako da slijedeća tablica daje približne vrijednosti, da bi se vrijednosti mogle usporediti:

Tvrdoća po Brinellu
(10 mm kuglica, 3000 kg sila)
Tvrdoća po Vickersu HV
(120 kg)
Tvrdoća po Rockwellu HRC
(120º stožac, 150 kg)
Tvrdoća po Rockwellu HRB
(1,5875 mm kuglica, 100 kg)
Leeb HLD[6]
800 - 72 - 857
780 1220 71 - 850
760 1170 70 - 843
745 1114 68 - 837
725 1060 67 - 829
712 1021 66 - 824
682 940 65 - 812
668 905 64 - 806
652 867 63 - 799
626 803 62 - 787
614 775 61 - 782
601 746 60 - 776
590 727 59 - 770
576 694 57 - 763
552 649 56 - 751
545 639 55 - 748
529 606 54 - 739
514 587 53 120 731
502 565 52 119 724
495 551 51 119 719
477 534 49 118 709
461 502 48 117 699
451 489 47 117 693
444 474 46 116 688
427 460 45 115 677
415 435 44 115 669
401 423 43 114 660
388 401 42 114 650
375 390 41 113 640
370 385 40 112 635
362 380 39 111 630
351 361 38 111 621
346 352 37 110 617
341 344 37 110 613
331 335 36 109 605
323 320 35 109 599
311 312 34 108 588
301 305 33 107 579
293 291 32 106 572
285 285 31 105 565
276 278 30 105 557
269 272 29 104 550
261 261 28 103 542
258 258 27 102 539
249 250 25 101 530
245 246 24 100 526
240 240 23 99 521
237 235 23 99 518
229 226 22 98 510
224 221 21 97 505
217 217 20 96 497
211 213 19 95 491
206 209 18 94 485
203 201 17 94 482
200 199 16 93 478
196 197 15 92 474
191 190 14 92 468
187 186 13 91 463
185 184 12 91 461
183 183 11 90 459
180 177 10 89 455
175 174 9 88 449
170 191 7 87 443
167 168 6 87 439
165 165 5 86 437
163 162 4 85 434
160 159 3 84 430
156 154 2 83 425
154 152 1 82 423
152 150 - 82 420
150 149 - 81 417
147 147 - 80 413
145 146 - 79 411
143 144 - 79 408
141 142 - 78 405
140 141 - 77 404
135 135 - 75 397
130 130 - 72 390
114 120 - 67 365
105 110 - 62 350
95 100 - 56 331
90 95 - 52 321
81 85 - 41 300
76 80 - 37 287

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.
  2. "Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  3. Smith William F., Hashemi Javad: "Foundations of Material Science and Engineering", publisher = McGraw-Hill, 2001.
  4. matweb.com, matweb.com, 2010.
  5. [1] "Postupci mjerenja tvrdoće", www.vorax.hr/dokumenti/hr, 2011.
  6. H.Pollok, „Umwertung der Skalen“ (“Conversion of Scales”), Qualität und Zuverlässigkeit, Ausgabe 4/2008.