Принцип действия твердомера по Роквеллу

2026-02-05

В установленных условиях прессовочный наконечник (алмазный конус, стальной шарик или шарик из твердого сплава) вдавливают в поверхность образца в два этапа. После снятия основного испытательного усилия измеряют остаточную глубину вмятины h при приложении начального испытательного усилия. Остаточная глубина вмятины h служит показателем степени твердости.

Рис. 1 Схема принципа испытания на твердость по Роквеллу

1 — глубина вдавливания при начальном испытательном усилии F0;

2 — глубина вдавливания при суммарном испытательном усилии F0+F1;

3 — глубина упругого восстановления после снятия основного испытательного усилия F1;

4 — остаточная глубина вдавливания h;

5 — поверхность образца;

6 — опорная плоскость измерения;

7 — положение индуктора

Значение твердости по Роквеллу рассчитывается по следующей формуле: Твердость по Роквеллу = N – h/S

N — постоянная величина; для шкал A, C, D, N и T N = 100; для остальных шкал N = 130;

h — глубина остаточного вмятины, мм;

Константа S: для твердости по Роквеллу S = 0,002 мм, для поверхностной твердости по Роквеллу S = 0,001 мм. Глубина вмятины, соответствующая одной единице твердости по Роквеллу, составляет 0,002 мм для твердости по Роквеллу и 0,001 мм для поверхностной твердости по Роквеллу.

Чем мельче вмятина, тем выше твердость. Испытания по шкале Роквелла подразделяются на два вида: обычное испытание по шкале Роквелла и испытание по шкале Роквелла для определения поверхностной твердости.

При испытании по шкале Роквелла используются три типа индукторов: алмазный конус 1200 и стальные шарики диаметром 1,588 мм и 3,175 мм, а также три значения нагрузки: 60 кг, 100 кг и 150 кг, что дает в общей сложности девять комбинаций, соответствующих девяти шкалам твердости по Роквеллу: HRA, HRBW, HRC, HRD, HREW, HRFW, HRGW, HRHW и HRKW.

При испытании на поверхностную твердость по Роквеллу используются два вида индукторов: алмазный конус 1200 и стальная шайба диаметром 1,588 мм, а также три значения испытательной силы: 15 кг, 30 кг и 45 кг. Всего существует шесть комбинаций, соответствующих шести шкалам поверхностной твердости по Роквеллу, а именно: HR15N, HR30N, HR45N, HR15TW, HR30TW и HR45TW. Условия испытания по шкале Роквелла приведены в таблице ниже.

Таблица: Условия испытания по шкале Роквелла

Шкала твердости по Роквеллу	Твёрдость Символ	Тип прижимного элемента	Начальное усилие F0 （N）	Общая испытательная сила F0 + F1 (Н)	Сфера применения
A	HRA	120° алмазный конус	98.07	588.4	20～95HRA
B	HRBW	Стальной шарик диаметром 1,588 мм	98.07	980.7	10～100HRBW
C	HRC	120° алмазный конус	98.07	1471	20～70HRC
D	HRD	120° алмазный конус	98.07	980.7	40～77HRD
E	HREW	Стальной шарик диаметром 3,175 мм	98.07	980.7	70～100HREW
F	HRFW	Стальной шарик диаметром 1,588 мм	98.07	588.4	60～100HRFW
G	HRGW	Стальной шарик диаметром 1,588 мм	98.07	1471	30～94HRGW
H	HRHW	Стальной шарик диаметром 3,175 мм	98.07	588.4	80～100HRHW
K	HRKW	Стальной шарик диаметром 3,175 мм	98.07	1471	40～100HRKW
L	HRLW	Стальной шарик диаметром 6,35 мм	98.07	588.4	50-115HRLW
M	HRMW	Стальной шарик диаметром 6,35 мм	98.07	980.7	50-115HRMW
P	HRPW	Стальной шарик диаметром 6,35 мм	98.07	1471	50-115HRPW
R	HRRW	Стальной шарик диаметром 12,7 мм	98.07	588.4	50-115HRRW
S	HRSW	Стальной шарик диаметром 12,7 мм	98.07	980.7	50-115HRSW
V	HRVW	Стальной шарик диаметром 12,7 мм	98.07	1471	50-115HRVW

Технические условия по шкале твердости по Роквеллу

Шкала твердости по Роквеллу	Обозначение твердости	Тип прижимного элемента	Начальное усилие F0 (Н)	Суммарная испытательная сила F0+ F1（N）	Область применения
15N	HR15N	120° Алмазный конус	29.42	147.1	70～94HR15N
30N	HR30N			294.2	42～86HR30N
45N	HR45N			441.3	20～77HR45N
15T	HR15TW	1,588 мм Стальная шайба	29.42	147.1	67～93HR15TW
30T	HR30TW			294.2	29～82HR30TW
45T	HR45TW			441.3	10～72HR45TW