Rockwell ölçeği - Rockwell scale
Rockwell ölçeği a, sertlik dayanarak ölçek girinti sertliği bir malzeme elde edildi. Rockwell testi, bir ön yük (küçük yük) tarafından yapılan penetrasyona kıyasla büyük bir yük (büyük yük) altında bir girintinin penetrasyon derinliğini ölçer. Farklı yükler veya girintiler kullanan tek bir harfle gösterilen farklı ölçekler vardır. Sonuç, son harfin ilgili Rockwell ölçeği olduğu HRA, HRB, HRC, vb. olarak not edilen boyutsuz bir sayıdır (aşağıya bakınız). Metalleri test ederken, girinti sertliği, çekme mukavemeti ile doğrusal olarak ilişkilidir .
Tarih
Diferansiyel derinlik sertlik ölçümü, 1908'de Viyanalı profesör Paul Ludwik tarafından Die Kegelprobe (kabaca, "koni testi") adlı kitabında tasarlandı . Diferansiyel derinlik yöntemi, boşluk ve yüzey kusurları gibi sistemin mekanik kusurlarıyla ilişkili hataları çıkardı. İsveç'te icat edilen Brinell sertlik testi daha önce 1900'de geliştirildi, ancak yavaştı, tamamen sertleştirilmiş çelikte kullanışlı değildi ve tahribatsız olarak kabul edilemeyecek kadar büyük bir izlenim bıraktı .
Hugh M. Rockwell (1890-1957) ve Stanley, P. Rockwell dan (1886-1940) Connecticut olarak Amerika Birleşik Devletleri "Rockwell sertlik test cihazı," diferansiyel derinlik makinesi buluşçularından. 15 Temmuz 1914'te bir patent başvurusunda bulundular. Bu test cihazı için gereksinim, ısıl işlemin çelik yatak yuvaları üzerindeki etkilerini hızlı bir şekilde belirlemekti. Başvuru daha sonra 11 Şubat 1919'da onaylanmıştır ve ABD Patenti 1,294,171'e sahiptir . Buluş sırasında hem Hugh hem de Stanley Rockwell, Bristol, CT'deki New Departure Manufacturing Co. için çalıştı . New Departure, 1916'da United Motors'un ve kısa bir süre sonra General Motors Corp.'un bir parçası haline gelen büyük bir bilyalı rulman üreticisiydi.
Connecticut şirketinden ayrıldıktan sonra, daha sonra Syracuse, NY'de bulunan Stanley Rockwell, 18 Kasım 1924'te onaylanan orijinal buluşa yönelik bir iyileştirme için 11 Eylül 1919'da başvurdu . Yeni test cihazı, ABD Patenti 1.516.207'ye sahiptir . Rockwell, West Hartford, CT'ye taşındı ve 1921'de ek bir iyileştirme yaptı. Stanley, 1920'de Wilson-Mauelen Company'den enstrüman üreticisi Charles H. Wilson ile buluşunu ticarileştirmek ve standart test makineleri geliştirmek için işbirliği yaptı. Stanley, 1923 dolaylarında, hala Hartford, CT'de bulunan Stanley P. Rockwell Company adlı bir ısıl işlem firması kurdu. Daha sonra adı geçen Wilson Mechanical Instrument Company, yıllar içinde mülkiyeti değiştirdi ve 1993 yılında Instron Corp. tarafından satın alındı .
Rockwell ölçeklerine dayalı Rockwell sertlik test cihazı sınıflandırmaları
Rockwell sertlik test cihazı: HRA, HRB, HRC
Yüzeysel Rockwell sertlik test cihazı: 15N, 30N, 45N, 15T, 30T, 45T, 15W, 30W, 45W, 15X, 30X, 45X, 15Y, 30Y, 45Y
Plastik Rockwell sertlik test cihazı: HRE, HRL, HRM
İkiz Rockwell sertlik test cihazı (Rockwell ve yüzeysel Rockwell sertlik test cihazı olarak da adlandırılır): HRA, HRB, HRC,15N, 15T, 15W, 15X, 15Y, 30N, 30T, 30W, 30X, 30Y, 45N, 45T, 45W, 45X, 45Y
Modeller ve Çalışma
Rockwell sertlik testi, çeşitli sertlik test cihazlarında gerçekleştirilebilir. Ancak tüm test kullanıcıları üç kategoriden birine girer. Tezgah modeli sertlik test cihazları, dijital veya analog modelde bulunabilir. Dijital tezgah modelleri dijital bir ekran kullanır ve çalışabilmek için tipik olarak daha fazla teknik eğitim alır, oysa analog modellerin çalıştırılması daha basittir ve aynı zamanda çok hassastır ve sonuçları makinenin önündeki bir kadran üzerinde görüntüler. Tüm tezgah modeli test cihazları genellikle bir atölye veya laboratuvar ortamında bulunur. Diğer test cihazları taşınabilirdir ve tüm taşınabilir test cihazları, masaüstü dijital modele benzer bir dijital sonuç ekranı içeren dijital bir modelde gelir. Günümüzde şirketler, kullanımı en kolay ve pratik olan bu taşınabilir test cihazlarını çalışanların kullanmasını tercih ediyor.
Mühendisler arasında popüler bir marka, Brinell, Vickers ve Shore dahil olmak üzere diğer birçok sertlik testi türünü gerçekleştirme seçeneklerini de içeren Phase portatif test cihazıdır. Bu, bir üretim ortamı boyunca hareket halindeyken test etmenin en verimli şekli olduğunu kanıtlar. Bu, aynı zamanda, tüm iş Faz taşınabilir test cihazı içinde yapıldığından, bir dönüşüm tablosu ihtiyacını da göz ardı eder.
Bir malzemenin Rockwell sertliğinin belirlenmesi, küçük bir yükün ardından büyük bir yükün uygulanmasını içerir. Küçük yük, sıfır konumunu belirler. Ana yük uygulanır, ardından küçük yük korunurken kaldırılır. Sıfır noktasından penetrasyon derinliği, daha sert bir malzemenin daha düşük bir ölçü verdiği bir kadrandan ölçülür. Yani penetrasyon derinliği ve sertlik ters orantılıdır. Rockwell sertliğinin başlıca avantajı, sertlik değerlerini doğrudan gösterebilmesi ve böylece diğer sertlik ölçüm tekniklerinde yer alan sıkıcı hesaplamaları ortadan kaldırabilmesidir.
Rockwell testi, yapılan küçük girintiye dayalı sertliği ölçmek için herhangi bir optik ekipman kullanmadığı için çok uygun maliyetlidir, bunun yerine tüm hesaplamalar numunedeki girintiyi ölçmek için makine içinde yapılır ve bir şekilde net bir sonuç verir. bir kez verildiğinde okunması ve anlaşılması kolay olan. Bu aynı zamanda testten önce ve sonra numune üzerinde yapılması gereken herhangi bir yeniden çalışma veya bitirme işlemini de önler. Bununla birlikte, testlerden kaynaklanan en küçük girintiler, potansiyel olarak yanlış sertlik ölçümlerine yol açabileceğinden ve felakete yol açabileceğinden numuneleri iki kez kontrol etmek çok önemlidir. Bir süre sonra Rockwell ölçeğindeki girinti de hatalı hale gelebilir ve doğru ve kesin sertlik ölçümleri sağlamak için değiştirilmesi gerekir.
Rockwell Sertlik denklemi , d' nin mm cinsinden derinlik olduğu (sıfır yük noktasından itibaren) ve N ve h'nin kullanılan testin ölçeğine bağlı olan ölçek faktörleri olduğu (aşağıdaki bölüme bakın) şeklindedir.
Genellikle mühendislik ve metalurjide kullanılır . Ticari popülaritesi hızından, güvenilirliğinden, sağlamlığından, çözünürlüğünden ve küçük girinti alanından kaynaklanmaktadır.
Eski Rockwell sertlik test cihazlarının işlem adımları:
- Bir başlangıç kuvveti yükleyin: Rockwell sertlik testi başlangıç test kuvveti 10 kgf'dir (98 N; 22 lbf); yüzeysel Rockwell sertlik testi ilk test kuvveti 3 kgf'dir (29 N; 6,6 lbf).
- Ana yükü yükleyin: 'Ölçekler ve değerler' formunun / tablosunun altındaki referans.
- Ana yükü, girintinin durması için yeterli bir "bekleme süresi" kadar bırakın.
- Yükü serbest bırakın; Rockwell değeri tipik olarak bir kadran veya ekranda otomatik olarak görüntülenecektir.
Güvenilir bir okuma elde etmek için test parçasının kalınlığı, girintinin derinliğinin en az 10 katı olmalıdır. Ayrıca, dışbükey yüzeyler daha düşük okumalar verdiğinden, okumalar düz bir dik yüzeyden alınmalıdır. Dışbükey bir yüzeyin sertliği ölçülecekse, bir düzeltme faktörü kullanılabilir.
Ölçekler ve değerler
Birkaç alternatif ölçek vardır, en yaygın olarak kullanılanları "B" ve "C" ölçekleridir. Her ikisi de sertliği keyfi boyutsuz bir sayı olarak ifade eder .
| Ölçek | Kısaltma § | Büyük Yük * ( kgf ) | girinti | Kullanmak | n | H |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | İHD | 60 | küresel elmas † | Çimentolu karbürler , ince çelik, yüzey sertleştirilmiş çelik | 100 | 500 |
| B | HRB | 100 | 1 ⁄ 16 inç (1,59 mm) top | Bakır alaşımları, yumuşak çelikler, alüminyum alaşımları, dövülebilir demir | 130 | 500 |
| C | sıcak sac | 150 | küresel elmas † | Çelik, sert dökme demirler, perlitik dövülebilir demir, titanyum, derin sertleştirilmiş çelik, 100 HRB'den daha sert diğer malzemeler | 100 | 500 |
| NS | İKG | 100 | küresel elmas † | İnce çelik ve orta sertleştirilmiş çelik ve perlitik dövülebilir demir | 100 | 500 |
| E | İHE | 100 | 1 ⁄ 8 inç (3,18 mm) top | Dökme demir, alüminyum ve magnezyum alaşımları, yatak metalleri, termoset plastikler | 130 | 500 |
| F | HRF | 60 | 1 ⁄ 16 inç (1,59 mm) top | Tavlanmış bakır alaşımı, ince yumuşak sac metaller | 130 | 500 |
| G | HRG | 150 | 1 ⁄ 16 inç (1,59 mm) top | Fosfor bronz, berilyum bakır, dövülebilir demirler. | 130 | 500 |
| H | SAİK | 60 | 1 ⁄ 8 inç (3,18 mm) top | Alüminyum, Çinko, Kurşun | 130 | 500 |
| K | HRK | 150 | 1 ⁄ 8 inç (3,18 mm) top | Rulman alaşımı, kalay, sert plastik malzemeler | 130 | 500 |
| L | HRL | 60 | 1 ⁄ 4 inç (6,35 mm) top | Yatak metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler. | 130 | 500 |
| m | İKY | 100 | 1 ⁄ 4 inç (6,35 mm) top | Termoplastikler, yatak metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler | 130 | 500 |
| P | İHP | 150 | 1 ⁄ 4 inç (6,35 mm) top | Rulman metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler | 130 | 500 |
| r | SAİK | 60 | 1 ⁄ 2 inç (12,70 mm) top | Termoplastikler, yatak metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler | 130 | 500 |
| S | SAAT | 100 | 1 ⁄ 2 inç (12,70 mm) top | Rulman metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler | 130 | 500 |
| V | HRV | 150 | 1 ⁄ 2 inç (12,70 mm) top | Rulman metalleri ve diğer çok yumuşak veya ince malzemeler | 130 | 500 |
| 15T, 30T, 45T | 15, 30, 45 | 1 ⁄ 16 inç (1,59 mm) top | Yüzeysel: yumuşak kaplamalar için | 100 | 1000 | |
| 15N, 30N, 45N | 15, 30, 45 | küresel elmas † | Yüzeysel: sertleştirilmiş malzemeler için | 100 | 1000 | |
| * 3 kgf olduğu yüzeysel teraziler hariç, minör yük 10 kgf'dir. | ||||||
| † Brale girintisi olarak da adlandırılır , 120° ± 0,35 ° dahil açı ve 0,200 ± 0,010 mm uç yarıçapına sahip konik bir elmas ile yapılır. | ||||||
| § Rockwell numarası, '-' ile ayrılmış olarak kısaltmaları takip eden "Yüzeysel skalalar" dışında, ölçek kısaltmalarından (örn. 60 HRC) önce gelir (örn., 30N-25). | ||||||
- A623'e göre ince malzemelerin test edilmesi dışında, çelik girinti bilyeleri, değişen çaplarda tungsten karbür bilyelerle değiştirilmiştir. Bir bilye çentiği kullanıldığında, "W" harfi, bir tungsten karbür bilyenin kullanıldığını belirtmek için kullanılır ve "S" harfi, bir çelik bilyenin kullanıldığını belirtir. Örneğin: 70 HRBW, bir tungsten karbür girinti kullanarak Rockwell B ölçeğinde okumanın 70 olduğunu gösterir.
Yüzeysel Rockwell ölçekler alt yükleri ve kırılgan üzerinde sığ gösterim ve çok ince malzemeler kullanılmaktadır. 45N ölçeği, elmas koni şeklindeki Brale girinti üzerinde 45 kgf yük kullanır ve yoğun seramiklerde kullanılabilir . 15T ölçeği, 1 ⁄ 16 inç çapında (1.588 mm) sertleştirilmiş çelik bilye üzerinde 15 kgf yük kullanır ve sac üzerinde kullanılabilir .
B ve C ölçekleri örtüşür, öyle ki HRC 20'nin altındaki ve HRB 100'ün üzerindeki, genellikle güvenilmez kabul edilen okumaların alınmasına veya belirtilmesine gerek yoktur.
Tipik değerler
- Çok sert çelik (örn. keskiler, kaliteli bıçak ağızları ): HRC 55–66 (M2, W2, O1, CPM-M4 ve D2 gibi Sertleştirilmiş Yüksek Hızlı Karbon ve Takım Çelikleri ile daha yeni toz metalurjisi Paslanmaz Çeliklerin çoğu CPM-S30V, CPM-154, ZDP-189 gibi. Hitachi'nin geliştirdiği HAP72 gibi, 68-70'in üzerinde bir HRC tutan alaşımlar vardır. Bunlar son derece sert ama aynı zamanda biraz kırılgandır.)
- Eksenler : yaklaşık HRC 45-55
- Pirinç: HRB 55 (Düşük pirinç, UNS C24000, H01 Temper) - HRB 93 (Kartuş Pirinç, UNS C26000 (260 Pirinç), H10 Temper)
Kapsamlı A ölçeği de dahil olmak üzere diğer birçok ölçek, özel uygulamalar için kullanılır. Sertleştirilmiş numuneleri ölçmek için özel ölçekler vardır .
standartlar
- Uluslararası ( ISO )
- ISO 6508-1: Metalik malzemeler—Rockwell sertlik testi—Bölüm 1: Test yöntemi (A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T ölçekleri)
- ISO 6508-2: Metalik malzemeler—Rockwell sertlik testi—Bölüm 2: Test makinelerinin ve girintilerin doğrulanması ve kalibrasyonu
- ISO 6508-3: Metalik malzemeler—Rockwell sertlik testi—Bölüm 3: Referans bloklarının kalibrasyonu
- ISO 2039-2: Plastikler—Sertliğin belirlenmesi—Bölüm 2: Rockwell sertliği
- ABD standardı ( ASTM International )
- ASTM E18: Metalik malzemelerin Rockwell sertliği ve Rockwell yüzeysel sertliği için standart yöntemler