Τι είναι η Σκληρότητα Rockwell;
Στη μέθοδο Rockwell, εφαρμόζεται πρώτα ένα προκαταρκτικό φορτίο, ακολουθούμενο από το συνολικό φορτίο, το οποίο στη συνέχεια αφαιρείται. Η σκληρότητα διαβάζεται απευθείας από τη μόνιμη διαφορά βάθους που παραμένει κάτω από το προκαταρκτικό φορτίο. Εφόσον η εσοχή δεν μετριέται, το αποτέλεσμα λαμβάνεται αμέσως. Διαφορετικές κλίμακες (όπως HRC, HRB, HRA) ορίζονται με εσοχές διαμαντιού κώνου ή σφαιρών.
Σκοπός της Σκληρότητα Rockwell
Σκοπός είναι η γρήγορη, επαναλαμβανόμενη μέτρηση σκληρότητας στη γραμμή παραγωγής και στον ποιοτικό έλεγχο. Η επαλήθευση σκληρότητας μετά τη θερμική επεξεργασία είναι η πιο κοινή εφαρμογή.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Σκληρότητα Rockwell;
- Θερμικά επεξεργασμένα χαλύβδινα μέρη
- Συνδετήρες και μπουλόνια
- Εξαρτήματα ρουλεμάν
- Εργαλεία κοπής και μήτρες
- Προϊόντα από μη σιδηρούχα μέταλλα (με ζυγαριά σφαιρών)
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Σκληρότητα Rockwell;
Πρότυπα σχετικά με τη Σκληρότητα Rockwell
- ISO 6508-1 (δοκιμή σκληρότητας Rockwell — μέθοδος δοκιμής)
- ISO 6508-2 (επαλήθευση και βαθμονόμηση μηχανών δοκιμών)
- ISO 6508-3 (βαθμονόμηση μπλοκ αναφοράς)
- ASTM E18 (Σκληρότητα Rockwell μεταλλικών υλικών)
Συνθήκες της Σκληρότητα Rockwell
- Επιλογή κλίμακας
- Η κλίμακα που ορίζεται στο πρότυπο (HRC, HRB, HRA, κ.λπ.), που επιλέγεται ανά υλικό και αναμενόμενη σκληρότητα
- εσοχή
- Διαμαντένιο κώνο ή μπάλα από σκληρό μέταλλο. ανά κλίμακα
- Φόρτωση βημάτων
- Το προκαταρκτικό και το συνολικό φορτίο προέρχονται από τον ορισμό της ζυγαριάς
- Ανάγνωση
- Η τιμή σκληρότητας διαβάζεται απευθείας από τη μόνιμη διαφορά βάθους
Εξοπλισμός για τη Σκληρότητα Rockwell
- Μηχανή δοκιμής σκληρότητας Rockwell
- Διαμαντένιο κώνο και εσοχές μπάλας
- Μπλοκ αναφοράς σκληρότητας
- Άμονοι υποστήριξης δειγμάτων και μπλοκ V
- Εξοπλισμός προετοιμασίας επιφάνειας
Απαιτήσεις δείγματος για τη Σκληρότητα Rockwell
- Η επιφάνεια μέτρησης πρέπει να είναι επίπεδη, καθαρή και χωρίς άλατα.
- Το πάχος του δείγματος πρέπει να πληροί το ελάχιστο που απαιτείται από την κλίμακα.
- Ένα σημάδι εσοχής στην πίσω όψη ακυρώνει το αποτέλεσμα.
- Η διόρθωση στο πρότυπο πρέπει να εφαρμόζεται για κυλινδρικές επιφάνειες.
- Τα σημεία μέτρησης πρέπει να απέχουν αρκετά από την άκρη και το ένα από το άλλο.
Διάρκεια της Σκληρότητα Rockwell
Μια μεμονωμένη μέτρηση διαρκεί δευτερόλεπτα. Αυτή η ταχύτητα είναι το πιο αξιοσημείωτο πλεονέκτημα της μεθόδου. Η συνολική διάρκεια ορίζεται από την προετοιμασία του δείγματος.
Διαδικασία της Σκληρότητα Rockwell
- 1Η επιφάνεια του δείγματος προετοιμάζεται και τοποθετείται σταθερά στον αμόνι.
- 2Επιλέγεται η κλίμακα και η εσοχή που ταιριάζει στο υλικό.
- 3Το μηχάνημα επαληθεύεται με μπλοκ αναφοράς.
- 4Εφαρμόζεται το προκαταρκτικό φορτίο και ο επιλογέας μηδενίζεται.
- 5Το συνολικό φορτίο εφαρμόζεται, διατηρείται για τον καθορισμένο χρόνο και αφαιρείται.
- 6Η τιμή σκληρότητας διαβάζεται απευθείας.
- 7Η μέτρηση επαναλαμβάνεται σε πολλά σημεία και υπολογίζεται ο μέσος όρος.
Κριτήρια αποδοχής της Σκληρότητα Rockwell
Το πρότυπο της μεθόδου ορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η δοκιμή και όχι το αποτέλεσμα. Το όριο αποδοχής προέρχεται από το πρότυπο υλικού, τις προδιαγραφές του προϊόντος ή το τεχνικό σχέδιο του πελάτη. Αυτή η σελίδα επομένως δεν δίνει αριθμητικό όριο.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Το αποτέλεσμα πρέπει πάντα να αναφέρεται με το όνομα της κλίμακας. μια τιμή Rockwell χωρίς κλίμακα δεν έχει νόημα. Οι μετατροπές μεταξύ διαφορετικών κλιμάκων είναι κατά προσέγγιση και χρησιμοποιούνται μόνο για υλικά για τα οποία το πρότυπο δίνει πίνακα.
Έκθεση της Σκληρότητα Rockwell
- Ταυτοποίηση δείγματος, τύπος υλικού και αριθμός χυτεύσεως/παρτίδας, εάν υπάρχουν
- Γεωμετρία, διαστάσεις και μέθοδος προετοιμασίας δείγματος
- Εφαρμόστηκαν τυπικές και συνθήκες δοκιμής
- Θερμοκρασία δοκιμής και συνθήκες περιβάλλοντος
- Μετρημένες τιμές και υπολογισμένες ποσότητες
- Φωτογραφίες επιφανειών κατάγματος ή εσοχών (όπου υπάρχει)
- Αβεβαιότητα μέτρησης (εάν ζητηθεί)
- Δήλωση ότι το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το δείγμα που υποβάλλεται για δοκιμή
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 εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- EN 10204 (έγγραφα ελέγχου για μεταλλικά προϊόντα)
- ΕΕ 305/2011 Κανονισμός προϊόντων δομικών κατασκευών (για προϊόντα που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές)
- Εναρμονισμένα πρότυπα που εφαρμόζονται σύμφωνα με την οικογένεια προϊόντων
Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Σκληρότητα 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 Σκληρότητα Rockwell
Πώς γίνεται η επιλογή μεταξύ HRC και HRB;
Το HRC χρησιμοποιείται με έναν κώνο διαμαντιού για σκληρά υλικά, το HRB με μια μπάλα για πιο μαλακά υλικά. Οι μετρήσεις που λαμβάνονται εκτός του έγκυρου εύρους της κλίμακας δεν είναι αξιόπιστες.
Εφαρμόζεται το Rockwell σε λεπτό φύλλο;
Χρησιμοποιούνται επιφανειακές κλίμακες Rockwell (όπως HR15N, HR30T) αντί των κανονικών ζυγαριών. Αυτά λειτουργούν με χαμηλότερα φορτία και δίνουν έγκυρο αποτέλεσμα σε λεπτές τομές.







