Испытание на твердость по Роквеллу — ISO 6508 / ASTM E18 · Испытания пластмасс

Что такое Rockwell?

Испытание на твердость по Роквеллу — это метод, при котором твердость считывается непосредственно со шкалы путем измерения постоянной глубины вмятины, остающейся после приложения предварительной нагрузки и основной нагрузки. Используется алмазный конус или шариковый индентор из твердого металла.

Rockwell: цель

Целью является проверка термообработки и контроль качества серийного производства с быстрым и воспроизводимым измерением твердости.

К каким изделиям применяется Rockwell?

Детали из термообработанной стали
Крепежи
Цветные металлы
Твердые пластмассы (шкалы M и R)

В каких отраслях применяется Rockwell?

ПластмассыАвтомобильная промышленностьУпаковкаПотребительские товары

Стандарты, связанные с Rockwell

ISO 6508-1
АСТМ Е18

Rockwell: условия

Шкала: Выбирается по материалу; Распространены HRC (алмазный конус, 150 кгс) и HRB (шар 1,5875 мм, 100 кгс).
Предварительная загрузка: 10 кгс (98 Н) по стандарту Роквелла
Время задержки: Определяется стандартом, обычно 1–5 с.
Поверхность: Гладкая, без заусенцев, перпендикулярная индентору.

Оборудование для Rockwell

Машина для определения твердости по Роквеллу
Алмазные конусы и шариковые инденторы
Эталонные блоки твердости
Наковальни для поддержки образцов

Требования к образцам для Rockwell

Толщина должна быть как минимум в десять раз больше глубины вмятины.
Поверхность должна быть очищена от оксидов и жиров.
Отступы должны находиться на расстоянии от края и друг от друга, указанном в стандарте.
Обычно проводится не менее трех измерений.

Rockwell: продолжительность

Несколько секунд на одно измерение; продолжительность увеличивается, если требуется подготовка поверхности.

Rockwell: порядок проведения

1Машина проверяется с помощью эталонных образцов.
2Масштаб и индентор выбираются соответствующие материалу.
3Образец прочно сидит на наковальне.
4Прикладывается предварительная нагрузка, за которой следует основная нагрузка, удерживаемая в течение определенного времени.
5Основная нагрузка снимается, и значение твердости считывается напрямую.
6Измерение повторяется и усредняется.

Rockwell: критерии приёмки

Диапазон приемки указан в стандарте на изделие или материал. Результат всегда указывается вместе со шкалой (например, 45 HRC).

Оценка результатов

Оцениваются среднее значение и разброс измерений. Результат недействителен, если образец сдвинулся или поддержка была недостаточной.

Rockwell: протокол

Стандарт применяется
Используемый масштаб и индентор
Индивидуальные измерения и среднее значение
Идентификация образцов

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Стандарты материалов
Характеристики термообработки

Испытания пластмасс — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Rockwell; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Испытания пластмасс определяют механическое, тепловое поведение и поведение при горении полимерного материала. В отличие от металлов, пластмассы ВЯЗКОУПРУГИ: их поведение зависит от скорости нагружения, температуры и влажности. Поэтому один и тот же материал даёт разные результаты в разных условиях, а условия испытания — неотъемлемая часть результата.

Практическое следствие вязкоупругости таково: пластиковая деталь продолжает деформироваться со временем под постоянной нагрузкой (ползучесть), а напряжение, которое она несёт при постоянной деформации, со временем снижается (релаксация напряжений). Резьбовое соединение ослабевает, зажим теряет усилие сжатия, полка со временем провисает. Кратковременное испытание на растяжение не выявляет такое поведение; требуется длительное испытание или ускоренная модель.

Тепловое поведение — вторая главная ось. Показатель текучести расплава указывает на технологичность материала и стабильность от партии к партии; температура теплостойкости и температура размягчения по Вика дают приблизительный предел рабочей температуры. Термический анализ (ДСК, ТГА, ДМА) раскрывает идентичность материала: температуру стеклования, поведение при плавлении, кристалличность, содержание наполнителя и температуру разложения.

Поведение при горении — третья ось, напрямую связанная со стандартами на продукцию. Класс UL 94 и кислородный индекс вписываются в паспорт материала; для корпуса электроприбора требуется определённый класс, тогда как для строительного изделия применяется другая система классификации.

Старение — наиболее часто пропускаемая часть этой области. Пластмассы разрушаются под воздействием УФ, тепла, влаги и кислорода: меняется цвет, растрескивается поверхность, снижается ударопрочность. Для детали, предназначенной для наружного использования, важны не значения первого дня, а значения после старения. Оборудование с ксеноновой дугой и флуоресцентным УФ ускоряет это разрушение и позволяет проводить сравнение.

Результат этого семейства обычно вносится в паспорт материала, и стандарты на продукцию ссылаются на этот паспорт. Но между значением в паспорте и поведением реальной детали может быть разница: ориентация, возникающая при формовании, линии спая и внутренние напряжения заставляют деталь вести себя иначе, чем образец.

Использование вторичного сырья добавило в эту область новый вопрос. Переработанная смола различается от партии к партии; механические свойства, цвет и поведение при горении могут меняться между партиями. Поэтому для производителя, использующего вторичный материал, входной контроль материала — не выбор, а необходимость.

Группы методов в этой области

Механический
Растяжение, сжатие, изгиб, ударная вязкость по Шарпи и Изоду, твёрдость (по Шору), ползучесть и растрескивание под напряжением в среде.
Тепловой
Показатель текучести расплава (ПТР), температура теплостойкости (HDT), температура размягчения по Вика, линейное тепловое расширение.
Термический анализ
Температуры переходов и кристалличность методом ДСК, состав и разложение методом ТГА, динамико-механическое поведение методом ДМА.
Горение
Классификация UL 94, кислородный индекс (LOI), испытания раскалённой проволокой и игольчатым пламенем.
Старение
Ускоренное старение ксеноновой дугой и флуоресцентным УФ, старение горячим воздухом, влажность и конденсация.
Физический
Плотность, водопоглощение, зольность, газо- и паропроницаемость плёнок и листов.

Часто путаемое в этой области

Результат испытания пластмассы без указанной скорости и температуры испытания невозможно интерпретировать; вязкоупругое поведение зависит от этих параметров.
Результат образца не переносится напрямую на реальную деталь; ориентация при формовании и линии спая имеют решающее значение.
Значения HDT и Vicat НЕ являются рабочими температурами; они дают лишь приблизительное указание верхнего предела и не применимы под нагрузкой.
Класс UL 94 зависит от толщины; при иной толщине стенки требуется повторная проверка.
Для влагопоглощающих полимеров (таких как полиамид) результаты вводят в заблуждение, если не проведено кондиционирование.
Результаты ASTM D638 и ISO 527 не являются напрямую эквивалентными; геометрия образцов и определения скорости различаются.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Выбор материала и утверждение поставщика
Соответствие требованиям стандарта на продукцию по горючести и теплостойкости
Проверка использования вторичного сырья и контроль партий
Контроль процесса формования и стабильность партий
Подтверждение стойкости к старению для наружного применения

Связанные тесты

Rockwell: частые вопросы

Почему результат Роквелла записан в масштабе?

В разных весах используются разные инденторы и нагрузки; один и тот же материал дает разное число в разных масштабах. Поэтому значение имеет смысл только вместе с буквой шкалы.

Можно ли наносить Rockwell на тонкий лист?

Для стандартного Rockwell существует ограничение по толщине. Поверхностный метод Роквелла (например, HR15N) или метод Виккерса предпочтителен для тонких срезов.