Rockwell keménységmérők

A Rockwell keménységmérés

A Rockwell keménységmérést Stanley P. Rockwell találta fel. Kohászként dolgozott egy nagy golyóscsapágy gyártó cégnél, ahol egy gyors, roncsolásmentes metódust keresett a hőkezelési eljárás – amellyel a csapágyak futópályáját kezelték - sikerességének meghatározására.

Abban az időben csak a Vickers, Brinell eljárások és a dinamikus keménységmérés álltak rendelkezésre, mint keménységvizsgálati eljárások. A Vickers vizsgálat túlzottan időigényes, a Brinell lenyomat az ő mintáikhoz túl nagy, és a dinamikus keménységmérő kezelése, különösen az ő kisméretű mintáiknál nehézkes volt.
Ennek a problémának a kiküszöbölése érdekében feltalálta a Rockwell vizsgálati eljárást. A vizsgálati erő felvitelének ezen egyszerű ismétlődése döntő előnyt jelentett a keménységmérésben. Ezzel a felhasználó néhány másodperc alatt, különböző nagyságú mintákon egzakt keménység vizsgálatot tudott elvégezni.

A Rockwell vizsgálati eljárásokat a következő szabványok definiálják:
ASTM E18 Fémek
ISO 6508 Fémek
ASTM D785 Műanyagok

A Rockwell vizsgálat fajtái
A Rockwell eljárásnak kétféle módja van:
1. Rockwell: az előterhelés 10 kg, a főterhelés  60, 100 vagy 150 kg, a különféle Rockwell eljárásoknak megfelelően.
2. Szuperrockwell: az előterhelés 3 kg, a főterhelés 15, 30 vagy 45 kg, a különféle Rockwell eljárásoknak megfelelően

Mindkét eljárásban, a vizsgálandó anyag tulajdonságaitól függően a benyomótest lehet gyémánt kúp vagy keményfém golyó.

Rockwell skálák
A Rockwell keménységi értékek egy keménység-számból és egy skála szimbólumból állnak, amely a benyomótestet és a elő- valamint a fő terhelő erőt jelentik. A keménység-számot a HR szimbólum és a skála megnevezése fejezik ki.

A Rockwell keménységvizsgálat a hozzáadott benyomódási mélység mérésnek egy fordított viszonyításán alapul, amely a benyomótestre egy magas fő-terhelő erő felvitele által hat, tehát az a benyomódási mélység, amely abból a benyomódási mélységből keletkeztethető, mely egy előre felvitt vizsgálati előterhelés (mellék-terhelő erő) eredménye.

Rockwell keménységmérés

Először egy előterhelés és egy nullpont felvétele történik. Ezt követően ráadjuk a fő-terhelő erőt egy meghatározott időtartamig, majd ezt visszavesszük; az előterhelés változatlan marad. Az ebből keletkező Rockwell szám adja meg a benyomódási mélység nullponttól való eltérését, mint a fő terhelő erő felvitelének eredményét. A teljes folyamat csak pár másodpercig tart; műanyagok vizsgálata esetén maximum 15 másodpercig. A Rockwell eljárásnál az eredményeket gyorsan és közvetlenül kapjuk meg, anélkül hogy további dimenzionális méréseket kellene végeznünk.

A leggyakrabban használt benyomótest a 120 fokban hegyes szögű gyémánt kúp, edzett acél és karbidok vizsgálatához. Puhább anyagokat rendszerint 1/16″ és 1/2″ átmérőjű wolfram karbid golyóval vizsgálunk. A benyomótest és a terhelőerő kombinációja alkotja a 30 különböző Rockwell skálát. Ezek a kombinációk egy valós számból, ezt követően a HR betűkből, majd az adott skála megnevezéséből állnak. Egy 63 HRC keménységi érték 63-as keménységet jelent a Rockwell C skálán. Magasabb keménységi értékek keményebb anyagokra utalnak, mint edzett acél vagy wolfram karbid. Ezekenek az anyagoknak a HRC értéke 70 feletti.

A Rockwell terhelő erő zárt hurkos (closed-loop) rendszerű erőmérő cellákkal vagy hagyományos súlyterheléses eljárással vehető fel.