Δοκιμή σκληρότητας Rockwell — ISO 6508 / ASTM E18

Τι είναι η Rockwell;

Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell είναι μια μέθοδος στην οποία η σκληρότητα διαβάζεται απευθείας από μια κλίμακα μετρώντας το μόνιμο βάθος εσοχής που απομένει μετά την εφαρμογή ενός προκαταρκτικού φορτίου και ενός μεγάλου φορτίου. Χρησιμοποιείται εσοχή κώνου διαμαντιού ή σκληρού μετάλλου.

Σκοπός της Rockwell

Ο σκοπός είναι να πραγματοποιηθεί επαλήθευση θερμικής επεξεργασίας και έλεγχος ποιότητας παραγωγής σειράς με γρήγορη, επαναλαμβανόμενη μέτρηση σκληρότητας.

Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Rockwell;

Θερμικά επεξεργασμένα χαλύβδινα μέρη
Συνδετήρες
Μη σιδηρούχα μέταλλα
Σκληρά πλαστικά (κλίμακες M και R)

Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Rockwell;

ΜέταλλοΧάλυβαςΜηχανήματαΒιομηχανικός ΕξοπλισμόςΠλαστικά είδη

Πρότυπα σχετικά με τη Rockwell

ISO 6508-1
ASTM E18

Συνθήκες της Rockwell

Κλίμακα: Επιλέγεται ανάλογα με το υλικό. Το HRC (διαμάντι κώνος, 150 kgf) και το HRB (1,5875 mm μπάλα, 100 kgf) είναι κοινά
Προκαταρκτικό φορτίο: 10 kgf (98 N) στο τυπικό Rockwell
Ώρα παραμονής: Ορίζεται στο πρότυπο, συνήθως 1–5 δευτερόλεπτα
Επιφάνεια: Ομαλή, χωρίς γρέζια και κάθετα στην εσοχή

Εξοπλισμός για τη Rockwell

Μηχανή δοκιμής σκληρότητας Rockwell
Εσοχές διαμαντιού κώνου και μπάλας
Μπλοκ σκληρότητας αναφοράς
Αμόνια στήριξης δείγματος

Απαιτήσεις δείγματος για τη Rockwell

Το πάχος πρέπει να είναι τουλάχιστον δεκαπλάσιο από το βάθος της εσοχής
Η επιφάνεια πρέπει να είναι απαλλαγμένη από οξείδια και λίπη
Οι εσοχές πρέπει να βρίσκονται στην απόσταση από την άκρη και η μία από την άλλη που καθορίζεται στο πρότυπο
Γενικά λαμβάνονται τουλάχιστον τρεις μετρήσεις

Διάρκεια της Rockwell

Μερικά δευτερόλεπτα ανά μέτρηση. η διάρκεια παρατείνεται εάν απαιτείται προετοιμασία της επιφάνειας.

Διαδικασία της Rockwell

1Το μηχάνημα επαληθεύεται με μπλοκ αναφοράς.
2Επιλέγεται η κλίμακα και η εσοχή που είναι κατάλληλη για το υλικό.
3Το δείγμα κάθεται σταθερά στο αμόνι.
4Το προκαταρκτικό φορτίο εφαρμόζεται ακολουθούμενο από το κύριο φορτίο, που διατηρείται για την καθορισμένη διάρκεια.
5Το κύριο φορτίο αφαιρείται και η τιμή σκληρότητας διαβάζεται απευθείας.
6Η μέτρηση επαναλαμβάνεται και υπολογίζεται κατά μέσο όρο.

Κριτήρια αποδοχής της Rockwell

Το εύρος αποδοχής δίνεται στο πρότυπο προϊόντος ή υλικού. Το αποτέλεσμα δηλώνεται πάντα μαζί με την κλίμακα (π.χ. 45 HRC).

Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων

Αξιολογείται ο μέσος όρος και η διασπορά των μετρήσεων. Το αποτέλεσμα δεν είναι έγκυρο εάν το δείγμα μετακινήθηκε ή η υποστήριξη ήταν ανεπαρκής.

Έκθεση της Rockwell

Εφαρμόστηκε πρότυπο
Χρησιμοποιείται κλίμακα και εσοχή
Ατομικές μετρήσεις και ο μέσος όρος
Αναγνώριση δείγματος

Διαπίστευση

Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.

Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.

Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσεις

Σχετικοί Κανονισμοί

Πρότυπα υλικών προϊόντων
Προδιαγραφές θερμικής επεξεργασίας

Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;

Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Rockwell· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.

Οι μηχανικές δοκιμές μετρούν πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό ή εξάρτημα υπό δύναμη. Η οικογένεια εκτείνεται από στατική φόρτιση (εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη) έως εξαρτώμενη από τον χρόνο συμπεριφορά (κόπωση, ερπυσμός), και από σκληρότητα και φθορά έως δυσθραυστότητα.

Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των δοκιμών είναι ότι το αποτέλεσμα αναφέρεται ως ιδιότητα υλικού. Το όριο διαρροής ή η σκληρότητα δεν είναι απόφαση συμμόρφωσης· είναι αριθμητικά δεδομένα με τα οποία θα συγκριθεί ο σχεδιασμός και το πρότυπο προϊόντος. Οι εκθέσεις μηχανικών δοκιμών επομένως συνήθως αποτελούν είσοδο για μηχανική απόφαση παρά για έγκριση προϊόντος — επιλογή υλικού, συντελεστής ασφαλείας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής.

Η διάκριση μεταξύ στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Ένα εξάρτημα μπορεί να φαίνεται εντελώς αφόρτιστο υπό στατικό φορτίο αλλά να σπάει υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση· η θραύση κόπωσης συμβαίνει σε τάσεις πολύ κάτω από το όριο διαρροής και δεν δίνει προειδοποίηση. Για περιστρεφόμενα, δονούμενα ή κυκλικά φορτιζόμενα εξαρτήματα, μια δοκιμή εφελκυσμού μόνη της δεν αποτελεί επομένως επαρκές αποδεικτικό στοιχείο.

Οι συνθήκες δοκιμής καθορίζουν το αποτέλεσμα, και αυτό είναι κρίσιμο για την αναγνωσιμότητα της έκθεσης: γεωμετρία δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, θερμοκρασία, ρύθμιση συνθηκών και διάταξη σύσφιξης. Το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικές τιμές υπό διαφορετικές συνθήκες. Στα πλαστικά η επίδραση ρυθμού είναι πολύ έντονη, στα μέταλλα η επίδραση θερμοκρασίας· στα σύνθετα ο προσανατολισμός του δοκιμίου αλλάζει εντελώς το αποτέλεσμα.

Η σκληρότητα είναι η πιο κακώς χρησιμοποιούμενη μέτρηση στον τομέα. Επειδή είναι γρήγορη, σχεδόν μη καταστροφική και φθηνή, χρησιμοποιείται συχνά αντί της αντοχής. Υπάρχουν πίνακες μετατροπής σκληρότητας σε αντοχή, αλλά είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από την ομάδα υλικού· η χρήση τους ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού είναι λανθασμένη.

Η πλευρά της μηχανικής θραύσης απαιτεί ειδική επάρκεια. Οι μετρήσεις δυσθραυστότητας και ρυθμού ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό πόσο θα αντέξει μια ρηγματωμένη κατασκευή· αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού ανοχής βλάβης σε τομείς όπως εξοπλισμός υπό πίεση, αεροπορικές κατασκευές και αγωγοί.

Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα

Στατικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, διάτμηση και στρέψη. Λαμβάνονται όριο διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση και μέτρο ελαστικότητας.
Δοκιμές κρούσης
Κρούση εντομής Charpy και Izod· η συμπεριφορά μετάβασης εύθραυστου-όλκιμου του υλικού καθορίζεται συναρτήσει της θερμοκρασίας.
Σκληρότητα
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore και μικροσκληρότητα. Πολύτιμη για το βάθος επεξεργασίας επιφάνειας και τοπικές διαφορές αντοχής.
Κόπωση
Αξονική κόπωση ελεγχόμενη από δύναμη και παραμόρφωση, κόπωση κάμψης· καμπύλες S-N και όριο αντοχής.
Ερπυσμός και χαλάρωση τάσης
Συμπεριφορά υπό μακροχρόνιο φορτίο σε υψηλή θερμοκρασία· καθοριστική για υλικά λεβήτων, στροβίλων και εξοπλισμού υπό πίεση.
Μηχανική θραύσης
Δυσθραυστότητα επίπεδης παραμόρφωσης, ολοκλήρωμα J, CTOD και ρυθμός ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης.
Φθορά και τριβή
Φθορά Taber και περιστρεφόμενου τυμπάνου, μετρήσεις συντελεστή τριβής.

Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα

Ο υπολογισμός αντοχής από σκληρότητα είναι κατά προσέγγιση· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού.
Η επαρκής στατική αντοχή δεν αποδεικνύει την αντοχή σε κόπωση· ένα κυκλικά φορτιζόμενο εξάρτημα απαιτεί ξεχωριστή δοκιμή.
Αν δεν αναφέρονται ο ρυθμός δοκιμής και η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα δεν είναι συγκρίσιμο — ιδίως σε πολυμερή και σύνθετα υλικά.
Ένα δοκίμιο δοκιμής και το πραγματικό εξάρτημα ενδέχεται να μην δίνουν την ίδια τιμή· ο προσανατολισμός καλουπιού, οι γραμμές συγκόλλησης και οι διαφορές επιφανειακής επεξεργασίας έχουν όλες επίδραση.
Μια τιμή αντοχής που δίνεται για ένα σύνθετο υλικό χωρίς αναφορά στον προσανατολισμό του δοκιμίου είναι χωρίς νόημα.
Τα αντίστοιχα ASTM και ISO μετρούν το ίδιο μέγεθος αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική γεωμετρία δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα.

Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα

Επαλήθευση σχεδιασμού και επιλογή υλικού
Έλεγχος εισερχόμενου υλικού και έγκριση προμηθευτή
Πλήρωση των μηχανικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
Ανάλυση αστοχίας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής και υπολογισμός ανοχής βλάβης
Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας

Σχετικά τεστ

Συχνές ερωτήσεις για τη Rockwell

Γιατί το αποτέλεσμα Rockwell γράφεται με την κλίμακα;

Οι διαφορετικές κλίμακες χρησιμοποιούν διαφορετικές εσοχές και φορτία. το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικό αριθμό σε διαφορετικές κλίμακες. Επομένως, η τιμή έχει νόημα μόνο μαζί με το γράμμα κλίμακας.

Μπορεί το Rockwell να εφαρμοστεί σε λεπτό φύλλο;

Υπάρχει ένα όριο πάχους για το τυπικό Rockwell. Για λεπτές τομές προτιμάται το επιφανειακό Rockwell (όπως το HR15N) ή η μέθοδος Vickers.