Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что означает «твёрдость стали» или что такое HRC?

Твёрдость стали HRC. Что это такое

Твёрдость стали — одно из основных понятий, по которому определяют холодное оружие. И если раньше о ней знали только выпускники технических вузов, то теперь её изучают все поклонники клинков в России. Об аспектах мы сегодня расскажем.

Из истории измерения твёрдости стали

На протяжении веков самым распространённым методом проверки была склерометрия. Способ максимально простой. Берётся некий эталон и царапается исследуемым материалом. Если царапается эталон, значит второй образец твёрже и наоборот.

Более современный способ, известный как шкала Мооса, был разработан в 1811 году. По своей сути это сравнительная таблица материалов, что чем повреждается:

  • ногтем;
  • медью;
  • стеклом;
  • царапает стекло;
  • подтверждено воздействию только алмазом.

Эталоном мягкости считался тальк, твёрдости — алмаз.

Метод Роквелла

Именно он используется в последнее время. Суть заключается в измерении глубины проникновения индентора в изучаемый материал. Процесс происходит следующим образом:

  • выбирается шкала и индентор;
  • материал кладут на стол;
  • образец подвергается предварительной нагрузке в 10 кгс;
  • прилагается максимальная нагрузка.

Значение последнего теста и есть маркировка по Роквеллу. Применяется 11 шкал от А до T, где А — самый мягкий вариант. К преимуществам такого подхода можно отнести:

  • нет необходимости в подготовке поверхности;
  • тестировать можно любой металл, даже не зная точного химического состава;
  • минимальное повреждение заготовки;
  • не нужно дополнительных исследований, прибор сразу определит твёрдость;
  • автоматизация процесса;
  • быстрота и удобство проверки.

Расшифровка

Например, вы увидели, что твёрдость клинка составляет 59-60 HRC. Расшифровка — следующая:

  • HR — Hard Rocwel, метод измерения;
  • С — шкала (одна из 11);
  • 59-60 — количественный показатель твёрдости.

Интересно! В Европе и США никаких законодательных ограничений по твёрдости нет, а потому производители часто не указывают этот параметр в описании своей продукции.

Твёрдость для разных ножей

Если говорить упрощённо, то ножи с высокой твёрдостью более хрупкие, но дольше сохраняют остроту лезвия. Мягкие ножи надёжней, но точить их придётся чаще. Так что сперва подумайте, для каких именно целей вы хотите использовать нож и не гонитесь за высоким показателем твёрдости.

Золотой серединой принято считать показатель 58 HRC. Такой клинок можно использовать и в быту, и в походе. А вот нож с твёрдостью от 60 стоит выбирать очень и очень аккуратно. Причём вы должны чётко знать, что покупаете и зачем.

Видео о том, как проверить твёрдость стали ножа в домашних условиях:

Что такое твердость и как ее измерить?

Понятие твердости

Твердостью называют свойство материала сопротивляться внедрению в его поверхность индентора.

В чем измеряется твердость?

Существуют два основных способа отображения твердости материалов:

  • в килограмм-силы на квадратный миллиметр (кгс/мм 2 );
  • может обозначаться буквами HB (HBW), HRB, HRC, HV, HA, HD, HC, HOO и т.д.

По каким методам можно измерять твердость?

В настоящее время разработано много способов определения твердости металлов, таких как:

  • измерение твердости вдавливанием под действием статической нагрузки (по методу Бринелля, Роквелла, Супер-Роквелла, Виккерса, М.С.Дрозда, Герца, Лудвика, монотрон Шора, пресс Бринелля);
  • измерение твердости динамическим вдавливанием (по методу Мартеля, Польди, вертикальный копер Николаева, пружинный прибор Шоппера и Баумана, маятниковый копер Вальцеля, склероскоп Шора, маятник Герберта, маятниковый склерометр Кузнецова);
  • измерение микротвердости статическим вдавливанием (по методу Липса, Егорова, Хрущева, Скворцова, Алехина, Терновского, Шоршорова, Берковича, Кнупа, Петерса,Эмерсона, микротвердомер Цейсса-Ганеманна и др.);
  • измерение твердости царапанием (напильником Барба, по Моосу, прибор Мартенса, Хенкинса, микрохарактеризатор Бирбаума, склерометр О’Нейля, Григорович, Беркович).

Среди всех этих способов наибольшую популярность получил способ внедрения индентора под действием статической нагрузки. Основными методами для измерения твердости являются: Бринелль, Роквелл, Виккерс, Шора.

Требования к измерению твердости

К самому распространенному способу измерения твердости, предъявляются следующие требования:

  • измерительный прибор должен быть надежным по конструкции, удобным в обращении, универсальным и применимым ко всем без исключения твердым телам, а сама операция по измерению твердости – простой и быстрой;
  • вне зависимости от величины прилагаемого усилия или затрачиваемой энергии, значение твердости для однородного тела при постоянной температуре должно быть материальной константой;
  • поверхность образца и способ его крепления должны обеспечивать надежную фиксацию, не допускают смещение образца относительно оси приложения нагрузки;
  • твердость должна иметь совершенно определенный и ясный физический смысл, и правильную размерность, характеризующую сопротивление материала пластической деформации.

Как рассчитать твердость материала?

Чем выше твердость, тем более высокая нагрузка нужна для определения его твердости. Чем точнее метод, тем выше требования к подготовке испытательной поверхности материала. Соответственно нам необходимо подобрать метод определения твердости, дающий минимальную погрешность при минимальном повреждении поверхности и минимальных затратах на подготовку поверхности к испытанию.

В чем измеряется твердость стали?

Наиболее распространенный способ определения твердости стали — внедрения индентора под действием статической нагрузки по методам Бринелля, Роквелла, Виккерса (см. таблицу 1). И для каждого метода имеется своя шкала измерения твердости.

Твердосплавный сферический индентор

Твердость вычисляется по диагонали отпечатка как нагрузка, деленная на площадь поверхности отпечатка:

Алмазный индентор конической формы с углом при вершине 120° с усилием 60 кгс

HRA60 HRA

Мерой твердости служит разность глубин проникновения наконечника при приложении основной и предварительной нагрузки, измеренная в условных делениях

— при измерении по шкале А (HRA) и С (HRC):

HR = 100-(H-h)/0,002

Разность представляет разность глубин погружения индентора (в миллиметрах) после снятия основной нагрузки и до её приложения (при предварительном нагружении).

— при измерении по шкале B (HRB):

HR = 130-(H-h)/0,002

Твердосплавный сферический индентор с диаметром 1,588 мм (1/2”) и усилием 100 кгс

Алмазный индентор конической формы с углом при вершине 120° с усилием 150 кгс

Прибор Виккерса и Микро-Виккерса

Вдавливание алмазной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине между гранями 136° c нагрузками от 0,01 до 50 кгс

Алмазный индентор пирамидальной формы c 4 гранями

с усилием 1 кгс

с усилием 0,5 кгс

Твердость вычисляется по диагонали отпечатка как нагрузка, деленная на площадь поверхности отпечатка

Нагрузка Р может меняться от 9,8 (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). Твердость по Виккерсу HV = 0.189*P/d 2 , МПа, если Р выражена в Н, и HV = 1,854*P/d 2 , кгс/мм 2 , если Р выражена в кгс.

Твердость Н определяют по той же формуле, что и твердость по Виккерсу:

H = 0.189*P/d 2 , если Р выражена в Н.

Алмазный индентор пирамидальной формы c 3 гранями

с усилием 0,1 кгс

Методы статического определения твердости вдавливанием

Название прибора, автор (год)Принцип действия и форма наконечникаИзмеряемый параметр, метод вычисления твердости и ее условная размерность
По методу Герца (1881)Сдавливание полусферы и плоскости из испытуемого материала до появления следов пластической деформации или трещиныHГ = 6Р/πd 2 кр, кгс/мм 2
Монотрон Шора (1900)Вдавливание алмазного шарика диаметром 0,75 мм или стальных шариков диаметром 1/16″ и 2,5 мм на стандартную глубину 0,045 ммМерой твердости служит нагрузка (кгс), необходимая для вдавливания на стандартную глубину
По методу Лудвика (1907)Вдавливание стального конуса с углом заострения 90° в плоскость испытуемого телаТвердость вычисляется как нагрузка, деленная на площадь проекции
По методу М. С. Дрозда (1958)Вдавливание шарика нагрузкой Р, измерение глубины восстановленного отпечатка h и критической нагрузки Рs, отвечающей переходу от упругого к остаточному опечаткуН = (Р-Рs)/πDhвосст, кгс/мм 2

Методы динамического определения твердости

Название прибора, автор (год)Принцип действия и форма наконечникаИзмеряемый параметр, метод вычисления твердости и ее условная размерность
По методу Мартеля (1895)Удар стальной пирамидой, укрепленной на падающем бойкеПо энергии удара и диагонали отпечатка определяется твердость H = Е1/V, кгс/мм 2
Вертикальный копер НиколаеваУдар бойка весом 3 кгс, падающего с высоты 530 мм, по стальному шарику 10 мм, прижатому к изделиюПо диаметру отпечатка и тарировонным кривым определяется НВ, кгс/мм 2
Пружинный прибор ШоппераУдар стальным шариком диаметром 10 мм с помощью сжатой пружиныПо глубине отпечатка определяется НВ, кгс/мм 2
Пружинный прибор БауманаУдар бойком со стальным шариком диаметром 5 или 10 мм с помощью сжатой пружины с запасом энергии 0,15 и 0,53 кгс·смПо диаметру динамического отпечатка и тарировочным кривым находится НВ, кгс/мм 2
Прибор ПольдиУдар молотком по бойку, под которым находится эталон и испытуемое тело с зажатым между ними закаленным стальным шариком диаметром 10 ммПо диаметрам отпечатков на образце и эталоне определяется твердость: обр = 2 НВэт*d 2 эт/d 2 обр, кгс/мм 2
Маятниковый копер Вальцеля (1934)Удар стальным шариком диаметром 5 или 10 мм, укрепленным на маятниковом копреУгол отскока в условных единицах
Склероскоп ШораПадение бойка весом 2,3 гс с коническим алмазным наконечником с высоты 254 ммЧисло условных единиц высоты отскока бойка
Маятник ГербертаКачание маятника весом 2 или 3 кгс, опирающегося на поверхность испытуемого тела стальным или рубиновым шариком диаметром 1 ммБремя 10 односторонних качаний маятника в секунду или амплитуда одного качания в условных единицах
Маятниковый склерометр Кузнецова (1931)Качание маятника весом 1 кгс, опирающегося двумя стальными наконечниками или шариками на испытуемое телоВремя затухания колебаний до заданной амплитуды

Методы статического определения твердости вдавливанием

(микротвердость)

Твердость определяется как отношение нагрузки (в гс) к площади поверхности отпечатка (по диагонали, в мкм)

HV = 1854,4 P/d 2 , кгс/мм 2

Твердость определяется как отношение нагрузки (в кгс) к площади поверхности невосстановленного «отпечатка», исчисляемой по длинной диагонали d (в мм):

Н = 2092 Р/а 2 = 1570 Р/l 2 , кгс/мм 2 ;

Н = ЗR*sin а *Р/l 3 = 4167960Р/l 3 , кгс/мм 2

Н = 18544 P/d 2 , кгс/мм 2

Методы определения твердости царапанием

Шкала твердости ножей по Роквеллу

HRc — Шкала твердости Роквелла: все, что вы хотели знать

Каждый, кто хотя бы однажды покупал нож высокого качества, несомненно, сталкивался с понятием “твердость лезвия” и аббревиатурой HRc. Задумывались ли вы о том, что это значит? Если да, то вы не одиноки.

Определение твердости по Роквеллу

Аббревиатура HRc обозначает шкалу твердости Роквелла, раздел С. Она широко применяется металлургами для определения твердости стали: чем выше число, тем больше твердость. Значение твердости имеет большое значение при производстве ножей, т.к. чем тверже сталь, тем лучше она сохраняет режущую кромку.

Шкала Роквелла имеет несколько разделов, каждый из которых применяется для определения твердости определенного материала. Раздел C предназначен для определения твердости ножевой стали.

Самый высокий показатель RC не всегда означает лучший нож

С одной стороны, более твердая сталь лучше держит режущую кромку, однако, и вероятность возникновения трещин и даже отламывания выше. По правде говоря, действительно твердое лезвие может разбиться на осколки, как стекло.

На то, как нож будет держать режущую кромку, влияет не только твердость стали, но и ее тип и марка. Каждый стальной сплав имеет оптимальное соотношение твердости и функциональности в зависимости от предназначения ножа.

Почему же тогда важно значение по шкале Роквелла? Какое значение является оптимальным для ножей?

Твердость клинка так же важна, как и его функциональность и износостойкость. Например, сталь твердостью 58-62 единицы по шкале Роквелла будет отлично сохранять заточку, но она же является менее прочной, более ломкой и склонной к образованию трещин. Таким образом, инструмент с исключительно высокой твердостью лезвия требует особого ухода и осторожности в обращении.

При этом более мягкий металл является более износостойким, но затачивать его придется гораздо чаще. Так, при производстве топоров и стамесок используется сталь с меньшим показателем твердости, однако, такой материал с легкостью может выдержать значительное ударное воздействие.

Карманные складные и охотничьи ножи обычно не используют для раскалывания древесины, поэтому для них способность держать режущую кромку важнее, чем прочность. Следовательно, в производстве таких инструментов используется более твердый металл. Однако, если речь идет о ножах для выживания, требования здесь уже другие. Твердости в 55-58 единиц по Роквеллу для них будет более чем достаточно, т.к. на первое место здесь выходит прочность и износостойкость.

Оптимальная твердость зависит от предназначения ножа, поэтому нет единого показателя, идеального для всех ножей

Множество аббревиатур — одна шкала

В отношении данного способа определения твердости производители ножей используют множество сокращений: HR, HRc, HR C, RC, C на шкале Роквелла, твердость по шкале C Роквелла, шкала C Роквелла… Независимо от того, какая именно аббревиатура использована в описании ножа, она обозначает одну единственную шкалу твердости Роквелла.

Стенли П. Роквелл (Stanley P. Rockwell) в 1919 году был металлургом на заводе по производству шарикоподшипников в Новой Англии. Он разработал свою систему для быстрого и точного определения твердости поверхности качения подшипника.

Читать еще:  Виды, характеристики и применение металлопроката

Производители множества товаров от пружин для часов до колес вагонов нуждались в подобной системе и быстро переняли разработку Роквелла для собственных нужд. В последствии система была адаптирована для определения твердости неметаллических материалов, в частности, пластмасс.

Как определяется твердость по Роквеллу

Шкала измеряет относительную твердость металла методом вдавливания. Перед проведением теста металл необходимо закалить и сделать его абсолютно плоским. В противном случае измерения будут не точными.

Для измерения твердости обычно используют конус с бриллиантовым наконечником, который вдавливают в тестируемый металл с силой, равной 300 фунтам. Затем замеряют глубину его вхождения с учетом приложенной силы. В итоге, данные соотносят со шкалой, в которой уже содержится информация о твердости других протестированных металлов.

У такого способа есть один небольшой недостаток: на поверхности металла остается небольшое углубление от наконечника конуса, которое можно принять за дефект. Такой отметки можно избежать, если проводить тест на поверхности, скрытой от глаз, например, рукоятью ножа.

Почему показатели RC разнятся?

Тест Роквелла проводится на совсем небольшой площади металла, поэтому существует вероятность, что твердость соседнего участка будет слегка отличаться. Кроме того, данный тест проверяет только поверхность материала, тогда как твердость в глубине может быть другой.

Именно по этой причине производители ножей обычно указывают не единичное значение твердости, а их диапазон.

Соотношение цена — качество

Определение твердости по Роквеллу помогает производителям ножей сбалансировать 3 наиболее важных критерия, влияющих на качество конечного продукта: твердость, гибкость и жесткость. Идеальный баланс этих трех составляющих позволяет им создать нож, который будет прекрасно затачиваться и сохранять режущую кромку долгое время даже при активном использовании.

Стоит лишь купить один из наших высококачественных ножей, вы сразу же поймете, о чем идет речь.

Твердость стали

В среде любителей холодного оружия очень часто любят обсудить вопрос твердости того или иного ножа по шкале Роквелла (твердость HRC). Обычный обыватель также при покупке ножа думает, что чем выше твердость стали, тем дольше нож не затупится. Однако это большое заблуждение.

Сталь обладает многими характеристиками, которые она приобретает в процессе закалки – кроме пресловутой твердости, это еще и вязкость, пластичность, коррозийная устойчивость, износостойкость, срок службы клинка и прочие.

У каждого сорта стали есть свои требования к температуре обработки и к выходным параметрам. Например, ошибочно попытаться закалить сталь с пределами колебания твердости 56-58 HRC до показателя 62 и считать, что такой нож можно продать дороже. Сталь для этого не предназначена, и подобные манипуляции напоминают попытку сделать полноценную океанскую яхту из обычной деревянной лодки. Сделать-то что-то похожее вы сможете, только вот с серьезным ущербом для остальных параметров изделия.

Твердость стали лезвия определяется методом Роквелла, и шкала твердости HRC является международным критерием проверки твердости разных материалов. Существуют и другие методы, но твердость стали по шкале Роквелла наиболее распространена. Процесс проверки происходит следующим образом — алмазный 120-градусный конус вдавливается в сталь под давлением 10 кгс, а затем 150 кгс и определяется относительная разность глубины вдавливания. Чем она больше, тем более мягкой считается сталь.

Но твердость стали не является единственным параметром качества клинка. Совсем наоборот, существуют сферы работы, где мягкие стали более предпочтительны – например, клинок охотничьего ножа или лезвия топора, которые подвергаются особенным нагрузкам и должны быть более эластичными и гибкими, чем короткие, но прочные ножики. Помимо этого, такие качества ножа, как заточка и обработка также выполняют важную роль.

Лезвие с большим сроком службы дольше сохранит остроту и будет изнашиваться более медленно, более твердые клинки нужно реже затачивать. Однако данные твердости стали ножа по шкале Роквелла не дадут вам сведений о режущих способностях ножа. Даже клинок средней жесткости, но с хорошей эластичностью, может прослужить вам дольше лезвия, закаленного до максимальных цифр. Взаимосвязи характеристик здесь настолько сложны, что непрофессионал не разберется.

ЧТО ТАКОЕ ТВЕРДОСТЬ КЛИНКА И HRC?

Твердость стали – один из важнейших параметров, на который следует обращать внимание при выборе ножа, ведь в том числе и от него зависит, как долго клинок сможет оставаться острым. Но означает ли это, что чем больше цифра указана в характеристиках, тем нож лучше? Давайте разбираться.

Твердомер в работе

Что такое твердость?

Твердость – это способность материала противостоять деформации под воздействием другого материала с более высокими прочностными характеристиками. Для таких испытаний используют закаленный до больших величин шарик или алмазный наконечник, которые называются инденторами. Чем больше индентор испытывает сопротивления во время испытания, тем тверже материал.

Методы измерения

Способы измерения твердости стали делят на:

  • статические;
  • динамические.

Представителями статических способов испытаний являются:

  • метод Бринелля;
  • метод Виккерса;
  • Роквелла.

Из динамических способов измерения наиболее популярным является способ Шора. Рассмотрим их подробнее.

Бринелль

Шведский инженер предложил определять прочность материала путем вдавливания в него стального закаленного шарика. Для этого был создан твердомер – пресс Бринелля. Во время замеров, шарик (2,5 мм, 5 мм или 10 мм диаметром) определенное время вдавливается в материал. Обычно процесс занимает около 30, но может достигать и 180 секунд. После окончания приложения нагрузки замеряется диаметр отпечатка, оставшегося после шарика и вычисляется твердость ножа .

Виккерс

Еще один статический способ измерения твердости, получивший название от английского военно-промышленного концерна «Vickers Limited». В качестве индентора при измерении по Виккерсу используется алмазная четырехгранная пирамида, вершина которой образована гранями, сходящимися строго под углами в 136 градусов. Для вычисления уровня термообработки, необходимо знать показатели давления на алмазную пирамиду и площади отпечатка пирамидальной поверхности в материале. Особенность данного метода состоит в том, что он требует использования микроскопа для считывания данных с поверхности испытуемого материала.

Способ по Шору принадлежит к разряду динамических. Придуманный Альбертом Ф. Шором в 1906-м году, американцем по происхождению, этот вид измерения иногда называют методом отскока. Диапазон измерения твердости клинков по Шору может варьироваться от 20 до 140 единиц hsd.

Согласно ему, твердость металла вычисляется по высоте, на которую отскакивает после удара боек (индентор). Главным минусом определения прочности по методу Шору являются ограничения по заготовке – она должна весить не менее 100 грамм, а ее толщина не должна быть меньше 10 мм. Согласитесь, что клинок с такими параметрами найти не просто.

Метод Роквелла

Самым популярным среди способов измерения твердости металлов и стали является метод, придуманный двумя американцами – Стенли и Хью Роквеллами. Свою первую заявку на патент они подали в 1914 году. В последствии изобретением занимался только Стенли Роквелл, который усовершенствовал твердомер и уже в 1924 году получил на него патент.

Принцип измерения

Процесс измерения твердости стали (hrc) способом Роквелла достаточно прост:

  • выбирается тип шкалы, вид индентора, определяется уровень нагрузки;
  • производится два пробных теста для проверки правильности выбранных параметров;
  • к заготовке, закрепленной на твердомере, прикладывается предварительная нагрузка, равная 10 кгс;
  • после предварительной, прикладывается основная нагрузка;
  • затем остается лишь зафиксировать результаты и произвести рассчеты.

Для вычислений используется разница, полученная между предварительной и основной нагрузкой.

Шкала Роквелла

При измерении твердости способом Роквелла применяется 11 типов шкал: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T. Каждая шкала отличатся типом индентора, применяемой нагрузкой, которая может составлять 60 кг, 100 кг или 150 кг, и константами для вычисления результатов.

Для определения уровня закалки стали используется шкала С, именно поэтому в ножевой области твердость клинка в характеристиках имеет обозначение HRC, где HR – обозначение твердости, а С – выбранная шкала.

Для этого вида шкалы, в качестве индентора используется алмазный конус с углом схождения 120 градусов и закругленной вершиной, а применяемая нагрузка составляет 150 кг.

Проверка на прочность ножа компании Cold Steel

Почему Роквелл?

Какие же преимущества по сравнению с другими, имеет способ Роквелла:

  • измерения не разрушают материал, в отличии от метода Бринелля, оставляя на нем лишь небольшой отпечаток;
  • простота измерения, позволяющая не использовать микроскоп и другие специальные приспособления — данные, необходимые для расчета, выводятся на табло твердомера;
  • один из самых быстрых способов, в котором основной замер занимает от 3 до 5 секунд;
  • для измерения стали нет необходимости в очистке и полировке поверхности, на которой будет проводиться измерение;
  • применим для закаленных сталей.

Испытания Mora Robust

Выбор твердости клинка (hrc)

Главный химический элемент, отвечающий за количество Роквеллов «на клинке» – углерод. Чем больше в составе углерода, тем тверже сталь. Ярким примером тому является знаменитая японская сталь ZDP-189 с содержанием углерода от 2,9 до 3 %, закалить которую можно до фантастических 69 единиц по шкале Роквелла. По сравнению с японским монстром, американская 420hc, углерода в которой всего 0,45—0,55 % и закалкой в 57 HRC, выглядит более чем скромно, однако это не мешает ей вот уже несколько десятилетий оставаться одной из самых востребованных сталей для производства ножей.

Нож из японской премиум стали zdp-189

Главным преимуществом сталей с высокой твердостью (hrc) и большим содержанием углерода является их способность долго держать остроту. Говоря простым языком, такие клинки дольше остаются острыми и их надо реже точить, поэтому они хорошо себя показывают на кухонных ножах. В туристических, универсальных, ножах для дайвинга и бушкрафта, где важна прочность и возможность заточить режущую кромку в полевых условиях, чаще используют стали, которые меньше склонны к коррозии, которые гораздо лучше переносят боковые и ударные нагрузки, легче точатся. В химическом составе таких сталей меньше угля и ниже твердость (hrc ).

Поэтому, при выборе колюще-режущего инструмента необходимо учитывать:

  • его назначение;
  • размер клинка;
  • желаемый тип спусков;
  • вид стали;
  • толщину сведения режущей кромки.

Сегодня уже никого не удивить цифрой в 60 и больше hrc, но стоит понимать, что такие высокие показатели подходят не для всех задач. Учитывайте это при выборе ножа, и тогда работа с ним будет доставлять вам одно удовольствие!

Часто, находясь в походе или за городом, нам приходится жалеть о том, что недодумались заранее купить нож? Ведь, отдыхая на природе, вы не обойдетесь без него. Современный рынок ножей очень разнообразен и представлен известными мировыми брендами, среди которых leatherman, benchmade, spyderco и др.

Складные ножи benchmade славятся высочайшим качеством стали, из которой они изготовлены. Купить нож benchmade — это как стать обладателем высококлассной скоростной машины, только в мире ножей. Ножи benchmade выпускаются в качестве, близком к идеалу. Вы можете просмотреть весь интернет, но навряд ли найдете кого-нибудь, кто критикует benchmade. Компания настолько заботится о качестве своей продукции, что в случае дефекта, за свой счет чинит и отправляет по почте ваш benchmade. Иногда, стоит купить нож benchmade, чтобы убедиться, как идеально его рукоятка ложится в руку, а сталь лезвия режет не только продукты, но и дерево, пластмассу и т.п.

Компания spyderco выпускает множество разнообразных ножей. В основном, пользуются спросом складные ножи spyderco. До недавнего времени купить нож spyderco можно было с уверенностью, что он произведен в США или Японии. Сейчас, часть производства перенесена в Китай, поэтому будем надеятся, что spyderco не потеряет в качестве. Фирменной особенностью продуктов spyderco является прорезанное в лезвии кольцо для большого пальца, которым удобно раскрывать нож. Компания spyderco выпускает около 200 моделей, поэтому купить нож можно не только для походов, но и для использования на кухне.

Ножи leatherman необходимы для туристических походов. Отличительной чертой изделий leatherman является наличие в одном ноже множества полезных функций. Кроме собственно ножей, открывачки и плоскогубцев, бренд leatherman выпускает маникюрные наборы.

Если хотите сделать мужчине — туристу подарок, то вам нужно купить нож leatherman в чехле и подарочной упаковке. Без такого ножа как leatherman сегодня прожить очень сложно. Особенно тем, кто привык пользоваться многофункциональными устройствами. Ножи leatherman многократно помогут вам в жизни!

Миф о ножах №4: «Твердость стали»

«Вот, посмотри, — хвастает сосед — купил нож с надписью на клинке «62 hrc», теперь точно про заточку забуду». Через неделю я увидел через забор, как сосед убирает осенний огород: подрезает ставшие ненужными веревки, точит колышки, срезает ветки. А в руках у него не тот хваленый твердый нож, а самый обычный. «На кабана ходили, — пояснил сосед — разделывали на месте. Брусок не брал с собой — привык, что свой бывалый из 95-ки о булыжник поправил и дальше работаешь. А этот, — вздохнул он тяжело — «работал» долго, но потом подсел, а поправить его тем, что под рукой было, я не смог».

На фото: нож с клинком из вторично-закаливаемой инструментальной австрийской стали К-340 (Bohler) с твердостью 62-64 hrc — да, режущая кромка такого ножа долго остается острой, но поправить её без специального бруска практически невозможно.

Читать еще:  Медь: цвет, особенности добычи, характеристика металла

Откуда ноги растут у этого пристрастия – вполне понятно: многие любители ножей хорошо знают о шкале твердости Роквела и по собственному опыту помнят, что ножи, изготовленные из мягкой стали, ниже 50 HRC, быстро теряют остроту лезвия. Бесконечно натачивать такой нож – то ещё удовольствие, поэтому стараются приобрести лезвие из более прочных сталей.

Однако впадать в крайности не стоит, не нужно забывать, что твердая сталь для ножа обладает определенными недостатками. Главный их которых — твердое лезвие отличается повышенной хрупкостью: ударьте самым твердым ножом (63 HRC) по деревянному полену, и он может разлететься на осколки. Именно поэтому топоры чаще всего делают из более мягких сплавов – от 52 HRC.

Эта же повышенная хрупкость выйдет боком, если вы решите открыть таким ножом консервную банку: режущая кромка может выкрошиться, стать зазубренной. Вернуть ножу первоначальную остроту подручными средствами , да в полевых условиях не представляется возможным — нужны специальные бруски для твердых сталей.

Ищите золотую середину. Оптимальной и универсальной считается твердость, которая по шкале Роквела лежит между 55 и 60 единицами.

Что означает «твёрдость стали» или что такое HRC?

Зачастую, выбирая себе подходящую модель Златоустовского ножа, Вы сталкивались с таким параметром, как твёрдость стали клинка. Если другие характеристики ножа, такие как длина, ширина и толщина позволяют оценить его размеры, то что-же нам может раскрыть эта непонятная, на первый взгляд, величина? Постараемся полноценно раскрыть понятие — что такое HRC!

Для выпускников технических образовательных учреждений понятие «твёрдость материала» является понятием известным, хотя может быть и подзабытым. Поэтому в нескольких словах мы постараемся его конкретизировать.

Не секрет, что окружающие нас предметы имеют различную прочность и твёрдость. Так, палка сломается при ударе о камень, а камень в свою очередь, может быть расколот другим, более прочным булыжником. Именно путем определения прочности одного материала, относительно другого, были сформированы несколько методов определения твёрдости. Они известны и сегодня.

Первой шкалой для определения твёрдости стала шкала Мооса, имеющая несколько критериев. Помимо неё до наших дней дошли ещё 4 метода: по Бринеллю, по Виккерсу, по Шору и по Роквеллу. Все они основаны на принципе вдавливания эталонного образца – индентора, в поверхность металла. Основным отличием является форма и материал этого образца.

Наиболее простым и точным признан метод определения твердости по Роквеллу (именно этим методом мы пользуемся для оценки твердости Златоустовских ножей). В этом методе задействованы несколько шкал, имеющих следующие обозначения: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Самой распространённой является шкала С (нагрузка 150 кгс, индентор — алмазный наконечник с углом в 120 градусов). Именно она и даёт величину этой таинственной характеристики – HRC.

Диапазон твёрдости представленных в магазинах клинков, составляет порядка 42-64 HRC. Низкие значения твёрдости соответствуют метательным ножам, величины же порядка 56-58 HRC (hrc твердость)– хорошим ножам универсального назначения. Клинки высокой твёрдости 59-64 HRC присущи прочным ножам из дамаска или литого булата. Выбирая металл клинка следует учитывать и тот факт, что булатный и дамасский нож нельзя будет заточить простым приспособлением для кухонных ножей, хотя и заточку он будет держать не в пример долговечнее, чем вышеупомянутый кухонник из ножевой нержавеющей стали.

Наиболее популярные охотничьи ножи из Златоуста:

Ножи серии Бекас — от 2780 рублей

Базовая сталь — 95Х18

Возможные варианты стали — 100Х13М, 110Х18МШД, Elmax, Дамаск марок ZD0803 (ржавеющий) и ZD1016 (нержавеющий)

Варианты рукояти — орех, карельская береза, наборная береста или кожа,

Очень удобный и универсальный нож, хит продаж уже более 3 лет.

Нож R009 — от 3800 рублей

Базовая сталь — булат (от 5300р)

Возможные варианты стали — ЭИ107ТЦ (тигельный переплав) — стоимость такого ножей 3800р

Варианты рукояти — любые

Надежный нож охотника, который не подведет в любой ситуации

Бурятские охотничьи ножи — от 3050 рублей

Базовая сталь — 95Х18

Возможные варианты стали — 100Х13М, 110Х18МШД, Elmax, Дамаск марок ZD0803 (ржавеющий) и ZD1016 (нержавеющий)

Варианты рукояти — орех, карельская береза, наборная береста или кожа,

Очень удобный и универсальный нож, хит продаж уже более 3 лет.

Нож Горностай — 3500 рублей

Базовая сталь — 100Х13М

Классическая модель, зарекомендовавшая себя только с лучшей стороны!

Твердость стали HRc, что за зверь

Твердость стали HRc, что за зверь

Понятие твердости металлов раньше было известно только выпускникам технических вузов, рабочим машиностроительных заводов и мастерам кузнечного дела. В обиход современного ножемана этот термин вошел вместе с принятием закона об оружии и ГОСТов, которые приводят признаки, на основании которых нож может быть отнесен к холодному оружию.

Одним из обязательных признаков, по которым то или иное изделие относится к холодному оружию является твердость стали из которой выполнен клинок ножа (или как это называется в ГОСТе — боевая часть холодного оружия). И начиная с этого момента, найфоманы в России начали потихоньку почитывать справочники в которых приводятся характеристики разных сталей, пояснения в различии порошковых и ламинированных сталей, ну и конечно показатели твердости стали, те самые заметные HRC.

Если один автолюбитель сможет спросить другого о том, сколько «кубиков в движке», то продвинутый найфоман, посмотрев на характеристики полевого ножа в которых указано «57-59 HRC» может на полном серьезе определить, что это модель хлипковата для бушкрафта и ей место на кухне.

Данная статья в простой и понятной форме расскажет о том, что же за зверь такой HRC, откуда от взялся и зачем он вообще нужен.

Интересный факт: На американских и европейских сайтах в числе параметров, которые указывают продавцы или производители крайне редко встречается такой параметр, как твердость стали. Законодательно этот вопрос никак не регулируется, вот и не нужен этот параметр обычному неискушенному покупателю.

Итак, что же нам нужно знать о твердости металлов?

Человек издревле столкнулся с понятием твердости материалов. А также достаточно быстро понял, что различные материалы отличаются друг от друга по твердости и прочности. Если ударить палкой по камню, то палка либо сломается, либо отскочит. Если ударить камнем по палке, то палка сломается. Если кокос упадет с дерева на галечный пляж, то разобьется. А если долго и старательно бить кремнем по более мягкому камню, то вполне себе можно изготовить голову для каменного топора.

Постепенно, в процессе эволюции наши с вами предки поняли, что различные материалы имеют различную твердость, и в зависимости от этой твердости обладают или не обладают нужными свойствами. Так родился способ определения твердости материла, посредством сравнения его с неким эталоном.

Так, хороший плотник может определить степень усушки бревна постукивая по нему киянкой, выполненной из дерева более твердой породы. Гончар с помощью специального молоточка может определить степень готовности глиняной посуды. Вольно или невольно, каждый из нас хоть раз в жизни прибегал к аналогичному способу определения твердости предмета.

Однако, самым распространенным методом определения твердости материала до недавнего времени был склерометрический метод. Склерометрия представляет собой физический процесс, когда проверяемый материал царапает (или царапается) некий эталонный образец. Если проверяемый материла царапает эталон — значит проверяемый материал тверже.

Если проверяемый материал не может оставить следа на эталоне и при этом сам легко царапается эталоном — значит проверяемый материал имеет твердость меньше чем у эталона. Сейчас такая процедура кажется нам смешной, но до недавнего времени, это был единственный способ определить твердость материала. А как еще древние шумеры могли определить, что можно наносить надписи острой палочкой на почти засохшую глину?

Вопрос с определением твердости материалов (особенно камней и металлов) остро встал в конце XVIII и начале XIX веков, с развитием геологии и началом расцвета машиностроения.

Именно к этому времени относится появление известной всем физикам и археологам «шкалы Мооса». Однако, первым кто предложил измерять твердость металлов посредством их сравнения с эталоном был французский естествоиспытатель середины XVIII века Рене Антуан Реомюр.

Реомюр активно проводил эксперименты, связанные с плавлением и обработкой металлов и поэтому перед ним остро стоял вопрос определения различных характеристик тех сплавов, которые он получал в процессе своих изысканий.

Его идеи подхватил и развил немецкий естествоиспытатель и геолог Карл Фридрих Христиан Моос. В 1811-м году он придумал систему эталонного сравнения минералов, которая теперь носит его имя. Примерно до середины XX века это шкалой активно пользовались разведывательные геологические партии по всему миру.

Шкала Мооса представляет собой сравнительную таблицу в которой указаны различные по твердости известные минералы и указана их твердость измеряемая в критериях:

  • Царапается ногтем;
  • Царапается медью;
  • Царапается стеклом;
  • Царапает стекло;
  • Обрабатывается только алмазом.

К самому мягкому эталонному минералу относится тальк, к самому твердому минералу отнесен алмаз. Твердость талька по шкале Мооса составляет «1», твердость алмаза составляет «10». Между тальком и алмазом по мере возрастания твердости расположены: гипс (твердость 2), кальцит (твердость 3), флюорит (твердость 4), апатит (твердость 5), ортоклаз (твердость 6), кварц (твердость 7), топаз (твердость 8), корунд (твердость 9). Такой простой способ определения твердости минералов оказался незаменим в полевых условиях.

Помимо шкалы Мооса, существуют другие способы определения твердости материалов, которые получили активное развитие в конце XIX и в начале XX века. Обычно выделяют четыре самых известных способа определения твердости металлов:

  • Метод Бринелля;
  • Метод Виккерса;
  • Метод Шора;
  • Метод Роквелла.

Забегая вперед, заметим: все эти методы похожи между собой, так как основаны на вдавливании эталонного образца в поверхность металла. Различаются только форма эталона, сила давления, формула расчета величины.

Элемент, который вдавливается в поверхность металла, называется «индентор». В качестве индентора могут использоваться стальной шарик (метод Бринелля), алмазный конус (метод Роквелла), алмазная пирамидка (методы Виккерса и Шора).

Востребованность указанных методов измерения твердости металла объясняется их следующими особенностями:

  • все описанные методы позволяют производить измерения каждого готового образца в отдельности, что, несомненно, повышает качество серийной продукции;
  • не происходит разрушения готового изделия (например, ножа) и в дальнейшем его можно использовать по назначению;
  • высокая скорость измерений, а значит большая производительность метода.

Важно: Результаты испытаний с помощью различных методов несопоставимы между собой.

Рассмотрим каждый метод в отдельности, уделив особое внимание методу Роквелла.

Метод Бринелля

Этот метод был предложен шведом Юханом Августом Бринеллем начале 20-го века. На тот момент, это был самый точный способ определения твердости металлов. В качестве индентора используются стальные шарики различного диаметра (от 1,2 до 10 миллиметров). Диаметр шарика выбирается в зависимости от предполагаемой твердости металла.

Бринелль разделил металлы на несколько групп, объединив их по твердости. В группу с минимальной твердостью попали олова, свинец и их сплавы. В группу с самой высокой твердостью вошли титан, никель и стальные сплавы. Для металлов с минимальной твердостью используется шарик самого малого диаметра, для металлов высокой твердости используется шарик самого большого диаметра.

Измерения происходят по следующему алгоритму: проверяемый образец помещают на специальный стол, сверху в образец происходит вдавливание индентора с постепенно увеличивающейся нагрузкой. Это происходит в течение короткого промежутка времени от 2-х до 8-ми секунд. После достижения максимального уровня динамической нагрузки, нагрузка поддерживается в статическом состоянии, примерно в течение 10-ти секунд. После завершения процедуры, на проверяемом образце замеряют диаметр отпечатка.

Расчет твердости происходит по формуле, где учитываются приложенная нагрузка, диаметр индентора и диаметр отпечатка. Твердость указывается в формате кгс/мм2, формат отображения HBW.

Метод Виккерса

При измерении твердости по методу Виккерса в качестве индентора используется наконечник в форме пирамиды, грани которой сходятся между собой под углом в 136 градусов. Для обеспечения точности испытания важно соблюсти несколько моментов:

  • нагрузка должна приходиться строго в центр алмазного наконечника;
  • вектор приложения нагрузки должен быть строго перпендикулярен поверхности испытуемого образца.
Читать еще:  Шарошка полировальная LUX-TOOLS 2 — 8 мм в ассортименте

Измерения происходят по следующему алгоритму: проверяемый образец помещают на специальный стол, сверху в образец происходит вдавливание индентора сразу с необходимым уровнем нагрузки (максимальное возможное значение до 100 кгс). Далее происходит удержание индентора под нагрузкой в течение 10-15 секунд. После снятия индентора происходит измерение глубины вдавливания и диагонали отпечатка.

Далее происходит расчет по форму, где учитывается соотношение приложенной нагрузки к диагонали отпечатка и времени в течение которого происходило испытание. Твердость указывается в формате кгс/мм2, формат отображения HV. Метод Виккерса за счет использования алмазного наконечника позволяет делать более точные измерения, чем метод Бринелля.

Метод Шора

Этот метод является продолжением всем хорошо известного метода «постукивания», когда постукивая по детали или заготовке, мастер пытается определить ее твердость. Метод предложен американский инженером Альбертом Шором в начале XX века. Суть метода заключается в том, что твердость металла определяется по высоте отскока индентора.

Прибор для измерения твердости состоит из полой трубки, на которой по всей длине сделан пропил с нанесенными делениями. Трубка устанавливается на поверхность измеряемого образца и в нее сбрасывается боек с алмазным наконечником. Твердость металла определяется визуально по высоте отскока бойка. По сути, этот прибор является «склерометром».

Данный тип измерений не дает высокой точности, но отлично подходит для экспресс-оценки твердости сплавов на металлургических производствах, когда нужно оперативно определить твердость большой детали или детали, которая имеет сложную поверхность.

Формат отображения твердости по Шору HSD(или HSC, в зависимости от используемой шкалы).

Метод Роквелла

В последнее время этот метод получил большое распространение, благодаря своей простоте и универсальности. Метод Роквелла не требует проведения дополнительных вычислений и значение измерения сразу выводится на шкалу прибора.

Этот метод придумали два однофамильца, которые носили одну фамилию Роквелл. Звали их Хью и Стенли. Оба они работали в металлургическом холдинге в штате Коннектикут, где в то время остро встал вопрос оперативного измерения твердости элементов подшипников. Существующий метод Бринелля не позволял производить измерения с высокой точностью, а также не позволял производить испытание на каждом готовом экземпляре.

Роквелы придумали способ измерения твердости, основанный на измерении разности глубины проникновения индентора в образец под разной нагрузкой.

Измерение твердости по методу Роквелла происходит по следующему алгоритму: выбирается соответствующая шкала и индентор, образец помещается на специально подготовленный стол, к нему прилагается предварительная нагрузка в 10 кгс, нагрузка снимается. Далее прилагается основная максимальная нагрузка, нагрузка снимается. Результат последнего измерения является величиной твердости металла по Роквеллу.

Для измерений по методу Роквелла используется 11 шкал, которые отличаются друг от друга типом (и формой) индентора и нагрузкой. Все шкалы имеют буквенное обозначение: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T.

Чаще всего используются шкалы:

  • А (нагрузка 60 кгс, в качестве индентора используется алмазный наконечник с углом в 120 градусов);
  • В (нагрузка 100 кгс, стальной закаленный шарик с диаметром 1/16 дюйма);
  • С (нагрузка 150 кгс, в качестве индентора используется алмазный наконечник с углом в 120 градусов).

В качестве единицы измерения берется условная глубина, на которую индентор погружается в образец. Одно деление считается равным 0,002 миллиметра. При использовании в качестве индентора алмазного конуса, максимально возможным считается погружении на 100 делений, а при использовании шарика на 130 делений. Соответственно формулы для расчета твердости по шкалам А-С и по шкале В, выглядят следующим образом:

Важные моменты, которые нужно учитывать при проведении измерений:

  • толщина образца (ширина образца должна быть в 10 больше глубины проникновения);
  • размер расстояния между оттисками (минимально допустимое расстояние — 3 миллиметра);
  • нагрузка должна прикладывать строго перпендикулярно к поверхности образца;
  • образец должен быть максимально прочно зафиксирован на испытательном стенде;
  • для получения максимально точного результата требуется проведение 3-х кратного измерения.

Преимущества проведения измерений по методу Роквелла:

  • измерять можно любое металлическое изделие, даже если не известен его состав;
  • не требуется чистка и полировка поверхности;
  • минимальное повреждение поверхности проверяемого образца;
  • нет необходимости производить дополнительные измерения и расчеты, прибор сразу показывает твердость изделия на специальной шкале;
  • удобство проведения измерений, их скорость;
  • возможность автоматизации процесса, можно производить измерения на конвейере;
  • возможность оперативно проводить испытания с опытными и экспериментальными образцами.

Рассмотрев основные варианты измерения твердости металлов, можно сказать, что на сегодняшний день, одним из самых удобных методов, который получил распространение в ножевой промышленности, является метод Роквелла, благодаря своему удобству, точности и высокой производительности.

Твердость металлов. Таблица твердости металлов

Для того чтобы детали и механизмы служили длительно и надежно, материалы, из которых они изготовлены, должны соответствовать необходимым условиям работы. Именно поэтому важно контролировать допустимые значения их основных механических показателей. К механическим свойствам относятся твердость, прочность, ударная вязкость, пластичность. Твердость металлов — первичная конструкционная характеристика.

Понятие

Твердость металлов и сплавов — это свойство материала создавать сопротивление при проникновении в его поверхностные слои иного тела, которое не деформируется и не разрушается при сопутствующих нагрузках (индентора). Определяют с целью:

  • получения информации о допустимых конструкционных особенностях и о возможностях эксплуатации;
  • анализа состояния под действием времени;
  • контроля результатов температурной обработки.

От этого показателя частично зависят прочность и устойчивость поверхности к старению. Исследуют как исходный материал, так и уже готовые детали.

Варианты исследования

Показателем является величина, которая называется числом твердости. Существуют различные методы измерения твердости металлов. Наиболее точные исследования заключаются в использовании различных видов вычисления, инденторов и соответствующих твердомеров:

  1. Бринелля: суть работы аппарата – вдавливание шарика в исследуемый металл или сплав, вычисление диаметра отпечатка и последующее математическое вычисление механического параметра.
  2. Роквелла: используются шарик или алмазный конусный наконечник. Значение отображается на шкале или определяется расчётно.
  3. Виккерса: наиболее точное измерение твердости металла с применением алмазного пирамидального наконечника.

Для определения параметрических соответствий между показателями разных способов измерения для одного и того же материала существуют специальные формулы и таблицы.

Факторы, определяющие вариант измерения

В лабораторных условиях, при наличии необходимого ассортимента оборудования, выбор способа исследования осуществляется в зависимости от определенных характеристик заготовки.

  1. Ориентировочное значение механического параметра. Для конструкционных сталей и материалов с небольшой твердостью до 450-650 НВ применяют метод Бринелля; для инструментальных, легированных сталей и других сплавов – Роквелла; для твердосплавов – Виккерса.
  2. Размеры испытуемого образца. Особо маленькие и тонкие детали обследуются с помощью твердомера Виккерса.
  3. Толщина металла в месте замера, в частности, цементированного или азотированного слоя.

Все требования и соответствия задокументированы ГОСТом.

Особенности методики Бринелля

Испытания на твердость металлов и сплавов с помощью твердомера Бринелля проводятся со следующими особенностями:

  1. Индентор – шарик из легированной стали или из карбидо-вольфрамового сплава диаметром 1, 2, 2,5, 5 или 10 мм (гост 3722-81).
  2. Продолжительность статического вдавливания: для чугуна и стали – 10-15 с., для цветных сплавов – 30, также возможна длительность в 60 с., а в некоторых случаях – 120 и 180 с.
  3. Граничное значение механического параметра: 450 НВ при измерении стальным шариком; 650 НВ при использовании твердосплава.
  4. Возможные нагрузки. С помощью входящих в комплект грузов корректируется фактическая сила деформации на испытуемый образец. Их минимальные допустимые значения: 153,2, 187,5, 250 Н; максимальные – 9807, 14710, 29420 Н (гост 23677-79).

С помощью формул, в зависимости от диаметра выбранного шарика и от испытуемого материала, можно вычислить соответствующее допустимое усилие вдавливания.

Математическое вычисление нагрузки

Сталь, сплавы никеля и титана

Медь и медные сплавы

5D 2 , 10D 2 , 30D 2

Легкие металлы и сплавы

2,5D 2 , 5D 2 , 10D 2 , 15D 2

400HB10/1500/20, где 400HB – твердость металла по Бринеллю; 10 – диаметр шарика, 10 мм; 1500 – статическая нагрузка, 1500 кгс; 20 – период осуществления вдавливания, 20 с.

Для установления точных цифр рационально исследовать один и тот же образец в нескольких местах, а общий результат определять путем нахождения среднего значения из полученных.

Определение твердости по методу Бринелля

Процесс исследования протекает в следующей последовательности:

  1. Проверка детали на соответствие требованиям (ГОСТ 9012-59, гост 2789).
  2. Проверка исправности аппарата.
  3. Выбор необходимого шарика, определение возможного усилия, установка грузов для его формирования, периода вдавливания.
  4. Запуск твердомера и деформация образца.
  5. Измерение диаметра углубления.
  6. Эмпирическое вычисление.

где F – нагрузка, кгс или Н; A – площадь отпечатка, мм 2 .

где D – диаметр шарика, мм; h – глубина отпечатка, мм.

Твердость металлов, измеренная этим способом, имеет эмпирическую связь с вычислением параметров прочности. Метод точен, особенно для мягких сплавов. Является основополагающим в системах определения значений этого механического свойства.

Особенности методики Роквелла

Этот способ измерения был изобретен в 20-х годах XX века, более автоматизирован, чем предыдущий. Применяется для более твердых материалов. Основные его характеристики (ГОСТ 9013-59; гост 23677-79):

  1. Наличие первичной нагрузки в 10 кгс.
  2. Период выдержки: 10-60 с.
  3. Граничные значения возможных показателей: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
  4. Число визуализируется на циферблате твердомера, также может рассчитываться арифметически.
  5. Шкалы и инденторы. Известно 11 различных шкал в зависимости от типа индентора и предельно-допустимой статической нагрузки. Наиболее распространённые в использовании: А, В и С.

А: алмазный конусный наконечник, угол при вершине 120˚, общая допустимая сила статического влияния – 60 кгс, HRA; исследуются тонкие изделия, в основном прокат.

С: также алмазный конус, рассчитанный на максимальное усилие 150 кгс, HRC, применим для твердых и закаленных материалов.

В: шарик размером 1,588 мм, изготовленный из закаленной стали или из твердого карбидо-вольфрамового сплава, нагрузка – 100 кгс, HRB, используется для оценки твердости отожжённых изделий.

Шарикообразный наконечник (1,588 мм) применим для шкал Роквелла B, F, G. Также существуют шкалы E, H, K, для которых используется шарик диаметром 3,175 мм (ГОСТ 9013-59).

Количество проб, проделанных с помощью твердомера Роквелла на одной площади, ограничивается размером детали. Допускается повторная проба на расстоянии 3-4 диаметра от предыдущего места деформации. Толщина испытуемого изделия также регламентируется. Она должна быть не меньше увеличенной в 10 раз глубины внедрения наконечника.

50HRC – твердость металла по Роквеллу, измерена с помощью алмазного наконечника, ее число равно 50.

План исследования по методу Роквелла

Измерение твердости металла более упрощено, нежели для способа Бринелля.

  1. Оценка размеров и характеристик поверхности детали.
  2. Проверка исправности аппарата.
  3. Определение типа наконечника и допустимой нагрузки.
  4. Установка образца.
  5. Осуществление первичного усилия на материал, величиной в 10 кгс.
  6. Осуществление полного соответствующего усилия.
  7. Чтение полученного числа на шкале циферблата.

Также возможен математический расчет с целью точного определения механического параметра.

При условии использования алмазного конуса с нагрузкой 60 или 150 кгс:

при совершении испытания с помощью шарика под усилием 100 кгс:

где h – глубина внедрения индентора при первичном усилии 10 кгс; H – глубина внедрения индентора при полной нагрузке; 0,002 – коэффициент, регламентирующий величину перемещения наконечника при изменении числа твердости на 1 единицу.

Метод Роквелла является простым, но недостаточно точным. В то же время он позволяет измерять показатели механического свойства для твердых металлов и сплавов.

Характеристики методики Виккерса

Определение твердости металлов по данному способу наиболее просто и точно. Работа твердомера основана на вдавливании в образец алмазного пирамидального наконечника.

  1. Индентор: алмазная пирамида с углом при вершине 136°.
  2. Предельно допустимая нагрузка: для легированного чугуна и стали — 5-100 кгс; для медных сплавов — 2,5-50 кгс; для алюминия и сплавов на его основе — 1-100 кгс.
  3. Период выдержки статической нагрузки: от 10 до 15 с.
  4. Испытуемые материалы: сталь и цветные металлы с твердостью более 450-500 НВ, в том числе изделия после химико-термической обработки.

где 700HV – число твердости по Виккерсу; 20 – нагрузка, 20 кгс; 15 – период статического усилия, 15 с.

Последовательность исследования Виккерса

Порядок действий предельно упрощен.

  1. Проверка образца и аппаратуры. Особое внимание уделяется поверхности детали.
  2. Выбор допустимого усилия.
  3. Установка испытуемого материала.
  4. Запуск твердомера в работу.
  5. Чтение результата на циферблате.

Математический расчет по этому способу выглядит следующим образом:

где F – нагрузка, кгс; d – среднее значение длин диагоналей отпечатка, мм.

Он позволяет измерять высокую твердость металлов, тонких и небольших деталей, при этом предоставляя высокую точность результата.

Способы перехода между шкалами

Определив диаметр отпечатка с помощью специального оборудования, можно с помощью таблиц определить твердость. Таблица твердости металлов – проверенный помощник в вычислении данного механического параметра. Так, если известно значение по Бринеллю, можно легко определить соответствующее число Виккерса или Роквелла.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×