Rockwell-keménységmérés

Rockwell- keménységi skála	Kemény- ségi jel^*	A behatolótest típusa mm	Előterhelés F_o N	Főterhelés F₁ N	Teljes terhelés F N	Alkalmazási terület (Rockwell -keménységmérés)



A	HRA	Gyémántkúp	98,07	490,3	588,4	20 HRA - 88 HRA
B	HRB	Golyó, Ø 1,5875 mm	98,07	882,6	980,7	20 HRB - 100 HRB
C	HRC	Gyémántkúp	98,07	1373	1471	20 HRC - 70 HRC
D	HRD	Gyémántkúp	98,07	882,6	980,7	40 HRD - 77 HRD
E	HRE	Golyó, Ø 3,175 mm	98,07	882,6	980,7	70 HRE - 100 HRE
F	HRF	Golyó, Ø 1,5875 mm	98,07	490,3	588,4	60 HRF - 100 HRF
G	HRG	Golyó, Ø 1,5875 mm	98,07	1373	1471	30 HRG - 94 HRG
H	HRH	Golyó, Ø 3,175 mm	98,07	490,3	588,4	80 HRH -100 HRH
K	HRK	Ø 3,175 mm	98,07	1373	1471	40 HRK - 100 HRK
15N	HR15N	Gyémántkúp	29,42	117,7	147,1	70 HR15N - 94 HR15N
30N	HR30N	Gyémántkúp	29,42	264,8	294,2	42 HR30N - 86 HR30N
45N	HR45N	Gyémántkúp	29,42	411,9	441,3	20 HR45N - 77 HR45N
15T	HR15T	Golyó, Ø 1,5875 mm	29,42	117,7	147,1	67 HR15T - 93 HR15T
30T	HR30T	Golyó, Ø 1,5875 mm	29,42	264,8	294,2	29 HR30T - 82 HR30T
45T	HR45T	Golyó, Ø 1,5875 mm	29,42	411,9	441,3	10 HR45T - 72 HR45T
^* A golyót használó skálák keménységi jelét acélgolyó behatolótest használata esetén „S", míg keményfém golyó esetén „W" betűvel kell kiegészíteni.

2. táblázat: Fogalmak és jelölések

Jelölés	Meghatározás	Mértékegység
F_o	Előterhelés	N
F₁	Főterhelés	N
F	Teljes terhelés	N
S	A skála jellemző egysége	mm
N	A skálára jellemző szám
h	A lenyomat maradó mélysége előterhelés alatt, a főterhelés levétele után (maradó lenyomatmélység)	mm
H RA HRC HRD
HRB HRE HRF HRG HRH KRK
HRN HRT

4.3. A felületi Rockwell-keménység jelölése az N skála esetében a keménység értékéből és az azt követő, (a teljes vizsgálati terhelést megadó) számmal, valamint a skálára jellemző N betűvel kiegészített HR jelből tevődik össze.

PÉLDA: 70 HR30N = a 30N skálán 294,2 N teljes vizsgálati terheléssel mért 70 felületi Rockwell-keménység.

4.4. A felületi Rockwell-keménység jelölése a T skála esetében a keménység értékéből és az azt követő (teljes vizsgálati terhelést megadó) számmal, a skálára jellemző T betűvel, valamint az alkalmazott golyó alakú behatolótest típusát jelölő (acélgolyó esetén S, keményfém golyó esetén W) betűvel kiegészített HR jelből tevődik össze.

PÉLDA: 40 HR30TS = a 30T skálán acélgolyóval, 294,2 N teljes vizsgálati terheléssel mért 40 felületi Rockwell-keménység.

Jelmagyarázat

1 A lenyomat mélysége az F_o előterhelés alatt

2 A lenyomat mélysége az F₁ főterhelés alatt

3 Rugalmas visszaállás az F₁ főterhelés levétele után

4 A maradó lenyomat h mélysége

5 A mintadarab felülete

6 A mérés referenciasíkja

7 A behatolótest helyzete

1. ábra: A Rockwell-alapelv vázlata

5. Keménységmérő gép

5.1. A keménységmérő gép alkalmas az ISO 6508-2 és az 1. táblázat szerinti, előre meghatározott terhelések létrehozására.

5.2. A gyémántkúp behatolótest az ISO 6508-2 szerint, kúpszöge 120°, csúcsának lekerekítési sugara 0,2 mm.

5.3. Az acél- vagy keményfém golyó behatolótest az ISO 6508-2 szerint, átmérője 1,5875 mm vagy 3,175 mm.

5.4. A mélységmérő berendezés az ISO 6508-2 szerint.



KV 2 tiipusú Rockwell, és Brinell mérésére alkalmas keménységmérő gép

6. Próbatest

6.1. Ha termék- vagy anyagszabvány mást nem tartalmaz, a vizsgálatot sík, sima, oxidrétegtől, idegen anyagoktól, különös tekintettel kenőanyagoktól teljesen mentes felületen kell elvégezni.

6.2. Az előkészítést úgy kell elvégezni, hogy a felület keménységének bármely, például hőhatás vagy hidegalakítás okozta megváltozása a lehető legkisebb legyen. Ezt különösen a kis mélységű lenyomatok esetében kell figyelembe venni.

6.3. A vizsgálat után a próbatest lenyomatokkal ellentétes oldalán, a HR30Tm vizsgálat kivételével (melyet az A melléklet szerint kell elvégezni), semmilyen alakváltozás se legyen.

Kisebb kúp alakú behatolótest esetében a próbatest vagy a vizsgált réteg vastagsága (a legkisebb vastagságértékeket a B melléklet tartalmazza) ne legyen kisebb a maradó lenyomatmélység tízszeresénél, golyó alakú behatolótest esetében pedig a maradó lenyomatmélység tizenötszörösénél.

6.4. Domború hengeres felületek és gömbfelületek vizsgálatakor a C melléklet (a C1., C2., C3. és C4. táblázat), és a D melléklet (a D1. táblázat) szerinti korrekciókat kell alkalmazni.

MEGJEGYZÉS: A homorú felületeken végzett vizsgálatok korrekcióinak hiányában az ilyen felületeken végzett vizsgálatokról célszerű külön megállapodni.

7. Eljárás

7.1. A vizsgálatot általában 10 °C és 35 °C közötti környezeti hőmérsékleten kell végezni. Az ellenőrzött körülmények között kivitelezett vizsgálatokat (23 ± 5) °C hőmérsékleten kell elvégezni.

7.2. A próbatestet merev támasztékra kell helyezni, és oly módon kell alátámasztani, hogy a felület, amelyre a lenyomat készítendő, a behatolótest és a benyomóerő tengelyére merőleges síkban legyen, és a próbatest ne mozdulhasson el.

A henger alakú termékeket megfelelő módon, például legalább 60 HRC Rockwell-keménységű acélprizmával kell alátámasztani. Külön figyelmet kell fordítani a behatolótestek, a próbatest, a központosító prizma és az anyagvizsgáló gép tárgyasztalának megfelelő felfekvésére és beállítására, mert bármely merőlegességi hiba hibás eredményekhez vezethet.

7.3. A behatolótest és a vizsgálandó felület érintkezésbe hozása után az F_o előterhelést lökés, rázkódás és ingadozás nélkül kell ráadni. Az F_o előterhelés időtartama legfeljebb 3 másodperc legyen.

7.4. A mélységmérő berendezés kiindulási pozícióba állítását követően legalább 1 másodperc, de legfeljebb 8 másodperc alatt lökés, rázkódás és ingadozás nélkül kell a terhelést F_o-ról F-re növelni.

7.5. A teljes terhelést (4 ± 2) másodpercig kell fenntartani. Az F₁ főterhelést levéve, de az F_o előterhelést fenntartva, rövid megnyugvási idő után kell az utolsó leolvasást elvégezni.

7.6. A Rockwell-keménység számértéke a lenyomat h maradó mélységéből a 2. táblázat szerinti képlet alapján határozható meg, és gyakran közvetlenül leolvasható a mélységmérő berendezésről. A Rockwell-keménységi érték levezetését az 1. ábra tartalmazza.

7.7. A vizsgálat alatt a berendezést óvni kell a lökésektől és rezgésektől.

7.8. Mérési sorozat kezdése előtt, vagy ha több, mint 24 óra telt el az utolsó mérés után, valamint a behatolótest vagy a próbatest alátámasztásának minden egyes cseréje vagy eltávolítása és visszaszerelése után meg kell győződni arról, hogy a behatolótest és a próbatest alátámasztása megfelelően van-e a gépre felszerelve. Ilyen jellegű változtatások után az első két leolvasást figyelmen kívül kell hagyni.

MEGJEGYZÉS: Az időszakos üzemi ellenőrzéshez javasolt eljárást az E melléklet tartalmazza. A gyémánt behatolótestekre vonatkozó megjegyzéseket lásd az F mellékletben.

7.9. Két egymás melletti lenyomat középpontjainak távolsága legalább négyszerese legyen a lenyomat átmérőjének (de 2 mm-nél ne legyen kisebb).

A lenyomat középpontjának távolsága a próbatest szélétől legalább két és félszerese legyen a lenyomatátmérőnek (de 1 mm-nél ne legyen kisebb).

8. A mérési eredmények bizonytalansága

A mérési eredmények bizonytalansága különböző tényezőktől függ, melyek két csoportba sorolhatók:

a) a Rockwell-keménységmérő géptől függő tényezők (melyek magukban foglalják a gép hitelesítésének és a keménység-összehasonlító lapok kalibrálásának bizonytalanságát);

b) a mérési eljárás kivitelezésétől függő tényezők (a különféle működési feltételek).

MEGJEGYZÉS: A mérési bizonytalanság teljes kiértékelését az Útmutató a mérési bizonytalanság kifejezéséhez [3] alapján lehet elvégezni. A kiterjesztett mérési bizonytalanság határértéke 95%-os megbízhatósági szinten azonosnak tekinthető az ISO 6508-2:1999 5. táblázata szerinti legnagyobb megengedhető hibával.

9. Vizsgálati jegyzőkönyv

A vizsgálati jegyzőkönyv a következőket tartalmazza:

a) hivatkozást erre a nemzetközi szabványra, azaz az ISO 6508-1-re; b) a próbatest azonosításához szükséges minden adatot;

c) a vizsgálati hőmérsékletet, ha az nincs a (23 t 5) °C tűrésen belül;

d) a kapott mérési eredményeket (lásd az 1. megjegyzést);

e) az ISO 6508 szabványsorozat e részében nem megadott, vagy nem kötelezően előírt minden műveletet; f) minden olyan esemény leírását, amely befolyásolhatta az eredményeket (lásd a 2. megjegyzést).

1. MEGJEGYZÉS: Nincs általános eljárás a Rockwell-keménység más skálákra vagy szakítószilárdságra való pontos átváltására. Az ilyen átváltásokat tehát kerülni kell, kivéve, ha összehasonlító mérésekkel megbízhatóan megalapozható az átváltás.

2. MEGJEGYZÉS: Bizonyított, hogy néhány anyag érzékeny lehet az alakváltozási sebességre, ami a folyáshatár kismértékű változását eredményezi. Egy lenyomat létrehozásának befejezésekor ez a hatás a keménységi értéket módosíthatja.

A melléklet (előírás)

A vékony termékek szokásos HR30Tm-vizsgálata

A1. Általános követelmények

Ezt a vizsgálatot az ISO 6508 szabványsorozat e része szerinti HR30T-vizsgálathoz hasonló feltételekkel végzik, de megegyezés alapján a lenyomatok - a HRT-vizsgálat esetén nem elfogadható - megjelenése a próbatest hátoldalán meg van engedve.

Ez a vizsgálat a 0,6 mm-nél vékonyabb termékek esetén a termékszabvány szerinti legkisebb vastagságig és legfeljebb 80 HR30T Rockwell-keménységig megfelelő pontosság mellett alkalmazható. A termékszabvány tartalmazza, mikor kell a szokásos HR30Tm keménységmérést alkalmazni.

Az ISO 6508 szabványsorozat e része szerintiek mellett a következő követelményeknek kell megfelelni.

A2. A próbatest alátámasztása

A próbatest alátámasztása egy polírozott, sík, megközelítően 4,5 mm átmérőjű gyémánt alátét legyen. Az alátámasztási felületet a behatolótest tengelyére merőlegesen, annak középpontjába kell elhelyezni. Figyelni kell, hogy megfelelően feküdjön fel a gép tárgyasztalára.

A3. A próbatest előkészítése

Ha a próbatestről anyagot kell eltávolítani, akkor ezt mindkét felületen kell elvégezni. Figyelni kell arra, hogy az eljárás például felmelegedés vagy alakítási keményedés miatt ne változtassa meg az alapfém tulajdonságait. Az alapfémet nem szabad a megengedhető legkisebb vastagságnál vékonyabbra munkálni.

A4. A lenyomatok elhelyezése a próbatesten

Ha nincsen más előírva, két egymás melletti lenyomat középpontja, vagy egy lenyomat középpontja és a próbatest széle közötti távolság legalább 5 mm legyen.

B melléklet (előírás)

A próbatest legkisebb vastagsága a Rockwell-keménység függvényében

A próbatest vagy a vizsgálandó réteg legkisebb vastagságát a B1., B2., és B3. ábra tartalmazza.

B1. ábra: Vizsgálat gyémántkúp behatolótesttel (A, C és D skála)

82. ábra: Vizsgálat golyó alakú behatolótestekkel (B, E, F, G, H és K skála)

B3. ábra: Felületi Rockwell-keménységmérés (N és T skálák)

C melléklet (előírás)

Domború hengeres felületen mért Rockwell-keménységi értékekhez hozzáadandó korrekciós értékek

Domború hengeres felületek vizsgálata esetén a C1., C2., C3. és C4. táblázat szerinti korrekciókat kell alkalmazni.

C1. táblázat: Vizsgálat gyémántkúp behatolótesttel (A, C és D skála)

Leolvasott Rockwell- keménység	Görbületi sugár mm
Leolvasott Rockwell- keménység	3	5	6,5	8	9,5	11	12,5	16	19
20				2,5	2	1,5	1,5	1	1
25			3	2,5	2	1,5	1	1	1
30			2,5	2	1,5	1,5	1	1	0,5
35		3	2	1,5	1,5	1	1	0,5	0,5
40		2,5	2	1,5	1	1	1	0,5	0,5
45	3	2	1,5	1	1	1	0,5	0,5	0,5
50	2,5	2	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5
55	2	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0
60	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
65	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
70	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
75	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0	0
80	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0	0	0
85	0,5	0,5	0,5	0	0	0	0	0	0
90	0,5	0	0	0	0	0	0	0	0
MEGJEGYZÉS: A 3 HRA, HRC és HRD-nél nagyobb korrekciók nem tekinthetőek elfogadhatóaknak, ezért nem szerepelnek a táblázatban.

C2. táblázat: Vizsgálat 1,5875 mm átmérőjű, golyó alakú behatolótesttel (B, F és G skála)

Leolvasott Rockwell- keménység	Görbületi sugár mm
Leolvasott Rockwell- keménység	3	5	6,5	8	9,5	11	12,5	16	19
20				2,5	2	1,5	1,5	1	1
25			3	2,5	2	1,5	1	1	1
30			2,5	2	1,5	1,5	1	1	0,5
35		3	2	1,5	1,5	1	1	0,5	0,5
40		2,5	2	1,5	1	1	1	0,5	0,5
45	3	2	1,5	1	1	1	0,5	0,5	0,5
50	2,5	2	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5
55	2	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0
60	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
65	1,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
70	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
75	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0	0
80	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0	0	0
85	0,5	0,5	0,5	0	0	0	0	0	0
90	0,5	0	0	0	0	0	0	0	0
MEGJEGYZÉS: A 3 HRA, HRC és HRD-nél nagyobb korrekciók nem tekinthetőek elfogadhatóaknak, ezért nem szerepelnek a táblázatban.

C3. táblázat: Felületi Rockwell-keménységmérés (N skála)^a,b

Különböző átmérőjű gömbfelületeken mért Rockwell C keménységskála-értékekhez hozzáadandó korrekciós értékek

Domború gömbfelületek vizsgálata esetén a D1. táblázat szerinti korrekciókat kell alkalmazni.

A D1. táblázat szerinti, a Rockwell C keménységhez hozzáadandó 0H korrekciós értékek a következő képlettel lettek kiszámítva:

A keménységmérő gépek felhasználó által végzett időszakos üzemi ellenőrzésének eljárása

A közvetett hitelesítési eljárás túl időigényes és költséges az üzemi ellenőrzésekhez. Erre a célra a következő eljárás ajánlott.

A keménységmérő gép üzemi ellenőrzése minden olyan napon legalább egyszer ajánlott, amelyen az használatban van.

A próbatest, a behatolótest és a támasz megfelelő felfekvésének elérése érdekében a vizsgálat elvégzése előtt legalább két előzetes lenyomat készítendő. Az előzetes lenyomatok eredményeit célszerű figyelmen kívül hagyni.

Legalább három keménységi lenyomat készítendő a használni kívánt skálán a vizsgálandó anyag keménységi szintje körüli értékű keménység-összehasonlító lapra. Ha a leolvasott keménység középértéke, és az összehasonlító lap keménysége közötti eltérés az ISO 6508-2:1999 5. táblázata szerinti határon belül van, a gép megfelelőnek tekinthető. Ha a megadott értéknél nagyobb az eltérés, akkor közvetett hitelesítést kell végezni.

A gyakorlat azt mutatja, hogy számos behatolótest, amely eleinte megfelelő, viszonylag rövid használati idő után meghibásodhat. Ez kis repedéseknek, lyukaknak vagy más felületi hibáknak köszönhető. E hibák időben való észlelése esetén sok behatolótest javítható átcsiszolással. Ennek hiányában, bármely kis felületi hiba gyorsan növekszik, és használhatatlanná teszi a behatolótestet.

- a behatolótest állapotát kezdetben, majd gyakori időközönként megfelelő optikai eszközök (mikroszkóp, nagyítószemüveg stb.) felhasználásával ajánlatos ellenőrizni.

- a behatolótest hitelesítése a továbbiakban nem érvényes, ha a behatolótesten hibák jelennek meg.

- az átcsiszolt vagy más módon javított behatolótesteket az ISO 6508-2:1999 4.3.1. szakasza szerint újra kell hitelesíteni.

[1 ] ISO 3738-1 Hardmetals. Rockwell hardness test (scale A). Part 1: Test method

[2] ISO 4498-1 Sintered mefal materials, excluding hardmetals. Determination of apparent hardness. Part 1: Materials of essentially uniform section hardness

MSZ ISO 3738-1 Keményfémek Rockwell-keménységének vizsgálata (A skála). Vizsgálati módszer

MSZ EN 24498-1 Porkohászati gyártmányok (a keményfémek kivételével) látszólagos keménységének meghatározása. Keresztmetszetükben egyenletes keménységű anyagok

MSZ EN ISO 6508-2 Fémek. Rockwell-keménységmérés. 2. rész: Keménységmérő gépek hitelesítése és kalibrálása (A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T skálák)

ISO 4498-1 Sintered metal materials, excluding hardmetals. Determination of apparent hardness. Part 1: Materials of essentially uniform section hardness

ISO 6508-2 Metallic materials. Rockwell hardness test. Part 2: Verification and calibration of testing machines (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

Leolvasott Rockwell- keménység	A gömb átmérője d mm
Leolvasott Rockwell- keménység	4	6,5	8	9,5	11 12,5		15	20	25
55 HRC	6,4	3,9	3,2	2,7	2,3	2	1,7	1,3	1
60 HRC	5,8	3,6	2,9	2,4	2,1	1,8	1,5	1,2	0,9
65 HRC	5,2	3,2	2,6	2,2	1,9	1,7	1,4	1	0,8

Leolvasott felületi Rockwell keménység	Görbületi sugár mm
Leolvasott felületi Rockwell keménység	1,6	3,2	5	6,5	9,5	12,5
20	(6)^d	3	2	1,5	1,5	1,5
25	(5,5)^d	3	2	1,5	1,5	1
30	(5,5^d	3	2	1,5	1	1
35	(5)^d	2,5	2	1,5	1	1
40	(4,5)^d	2,5	1,5	1,5	1	1
45	(4)^d	2	1,5	1	1	1
50	(3,5)^d	2	1,5	1	1	1
55	(3,5)^d	2	1,5	1	0,5	0,5
60	3	1,5	1	1	0,5	0,5
65	2,5	1,5	1	0,5	0,5	0,5
70	2	1	1	0,5	0,5	0,5
75	1,5	1	0,5	0,5	0,5	0
80	1	0,5	0,5	0,5	0	0
85	0,5	0,5	0,5	0,5	0	0
90	0	0	0	0	0	0
^a Ezek csak hozzávetőleges korrekciók, és a táblázat szerinti görbületi sugarú próbatesteken végzett számos valódi mérés 0,5 felületi Rockwell-keménységre kerekített átlagos értékeit jelenti. ^b Domború hengeres felületek vizsgálatakor az emelőorsó, a prizma és a behatolótest hibás beállítása, a felület simaságának hibái és a henger egyenességi hibája a mérési pontosságot jelentős mértékben befolyásolják. ^c A táblázatban nem szereplő görbületi sugarak a korrekciós értékek lineáris interpolációval kaphatók meg. ^d A zárójelben megadott korrekciók kizárólag külön megállapodás alapján alkalmazhatók.