Skala twardości Rockwella

Twardościomierz Rockwella

Odciski po pomiarze twardości metodą Rockwella (HRC)

Skala twardości Rockwella – zespół skal dla oznaczania twardości metali, tworzyw sztucznych, ceramiki i węglików spiekanych na podstawie testu dokonanego metodą opartą na pomiarze różnicy zagłębienia wgłębnika przy dwu obciążeniach testowych.

Metoda ta została wynaleziona przez dwóch mieszkańców Connecticut – Hughona M. Rockwella (1890–1957) i Stanleya P. Rockwella (1886–1940) – i opatentowana w 1914 roku. Pierwszą serię markowych twardościomierzy Rockwella wypuściła firma WILSON we współpracy ze Stanleyem P. Rockwellem. Twardościomierze Rockwella pod zastrzeżonym znakiem towarowym „WILSON” są produkowane do dziś przez firmę Szablon:Link-interwiki, która przejęła WILSON-a.

Twardość w skali Rockwella oznacza się HR. Stosowanych jest kilka różnych skal, z których każda przeznaczona jest dla odmiennych stopów metali:

• Skale A i C stosuje się dla stali hartowanych.
• Skale B i F stosuje się dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych.
• Skale N i T stosuje się, gdy badana próbka ma niewielkie rozmiary lub jest bardzo cienka.

Przy podawaniu twardości określanej w skali Rockwella w symbolu uwzględnia się metodę, na przykład HRC dla metody C. Zakres skali Rockwella wynosi od 20 dla miękkich stopów do 100 dla stali hartowanej (najtwardsza stal – martenzytyczna – ma twardość nie większą niż 65–70 HRC).

Przebieg pomiaru

Metoda Rockwella polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 120° i promieniu zaokrąglenia 0,2 mm dla skali C, A i N albo stalowej, hartowanej kulki o średnicy 1,5875 mm (1/16″) w metodach B, F i T przy użyciu odpowiedniego nacisku. Metoda ta jest szybka i łatwa w użyciu, gdyż przyrząd jest wyposażony w czujnik wyskalowany bezpośrednio w jednostkach twardości. Próba Rockwella pozostawia na badanym przedmiocie tylko słabo widoczną skazę, dlatego może być używana do kontroli gotowych wyrobów.

Procedurę dokonywania pomiarów metodą Rockwella opisuje Polska Norma PN-EN ISO 6508.

• 
  Przebieg pomiaru: faza 1 – obciążenie wstępne F0, ustawienie czujnika; faza 2 – obciążenie robocze FO + F1, przy którym powstaje trwałe odkształcenie; faza 3 – zdjęcie obciążenia roboczego F1, odczyt twardości ze skali czujnika w jednostkach HRB

Skale i wartości

Istnieje kilka alternatywnych skal, ale najczęściej używane są skale B i C.

Różne skale Rockwella

Skala	Oznaczenie	Obciążenie	Wgłębnik	Użycie
A	HRA	60 kG	diamentowy stożek* 120°
B	HRB	100 kG	stalowa kulka $\frac{1}{16}$ in (1,588 mm)	aluminium, mosiądz i miękkie stale
C	HRC	150 kG	diamentowy stożek 120°	twarde stale
D	HRD	100 kG	diamentowy stożek 120°
E	HRE	100 kG	stalowa kulka $\frac{1}{8}$ in (3,175 mm)
F	HRF	60 kG	stalowa kulka $\frac{1}{16}$ in (1,588 mm)
G	HRG	150 kG	stalowa kulka $\frac{1}{16}$ in (1,588 mm)
* nazywany też wgłębnikiem Brale’a

• W większości przypadków stalowe kulki zostały zastąpione kulkami, o różnych średnicach, z węgliku wolframu. Przy skalach, w których stosowane są węgliki, do nazwy dodaje się W – na przykład HR30TW zamiast HR30T.

• Odczyty poniżej HRC 20 są uznawane za niewiarygodne, podobnie jak odczyty dużo wyższe niż HRB 100.

Typowe wartości

• Bardzo twarda stal (np. dłuta, ostrza noży wysokiej jakości): HRC 55–66 (stale szybkotnące i stale narzędziowe, między innymi M2, W2, O1 i D2, jak również wiele nowych stali nierdzewnych wykonanych metodą metalurgii proszków, jak S30V, CPM 154 – proszkowy odpowiednik znanej narzędziowej stali stopowej 154CM (materiały te są często mylone) firmy Crucible Industries Corporation, CPM-M4, ZDP-189 itp.)
• Siekiery: HRC 45-55
• Mosiądz: od HRB 55 (UNS C24000, H01) do HRB 93 (UNS C26000, H10)

Zobacz też

• metoda Poldi
• skala twardości Brinella
• Skala twardości Knoopa
• skala twardości Leeba
• skala twardości Millera
• skala twardości Mohsa (minerałów)
• skala twardości Shore’a
• skala twardości Vickersa
• sklerometr

Bibliografia

• Szablon:Cytuj książkę, s. 434–436