При определении твердости по методу Роквелла в качестве индентора, вдавливаемого в испытываемый материал, применяют алмазный твердосплавный конус с углом при вершине 120°С или стальной закаленный шарик диаметром 1.500 мм.
Индентор вдавливается в образец (рис. 3) под действием последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной и основной . Общая нагрузка . Сначала под нагрузкой кгс, которая не снимается до конца испытания, наконечник погружается в образец на глубину . Предварительное нагружение проводят для исключения влияния упругой деформации к различной степени шероховатости поверхности образца на результаты измерений, т.е. для повышения точности испытаний. Затем на образец подается еще и основная нагрузка , что в сумме составит полную Р.
Глубина вдавливания увеличивается. После снятия основной нагрузки (предварительная действует) по глубине остаточного вдавливания наконечника h определяют число твердости по Роквеллу НВ и выражают формулами:
(для конуса);
(для шарика);
Рис.3. Схема определения твердости вдавливанием алмазного конуса по приборе Роквелла
Величина 0,002 мм – цена деления шкалы индикатора-глубиномера – условная единица твердости. Прибор измеряет разность между глубиной отпечатков, полученных под действием полной и предварительной нагрузки, т.е. глубина отпечатки от основной нагрузки. Стрелки же индикатора-глубиномера показывают не глубину отпечатка, а сразу конечный результат в соответствии с формулами. Поэтому, чем тверже измеряемый материал и, следовательно, меньше глубина вдавливания, тем больше число твердости по Роквеллу.
На приборе можно измерять твердость:
1. закаленных и низкоотпущенных сталей и др. сплавов (с твердостью более 450) алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Значения твердости характеризуются цифрами на черной шкале С циферблата и обозначается HRC.
2. Мягких отожженных сталей, чугунов, цветных сплавов стальным шариком с нагрузкой 100 кгс в деталях или образцах толщиной 0,8-2 мм, когда измерения по Бринеллю шариком большого диаметра могут вызвать смятие образца. Значения характеризуются на красной шкале В и обозначаются HRB.
3. Очень тверды металлов и сплавов, а также тонких (0,3-0,5мм), упрочненных поверхностных слоев и пластинок алмазным конусом с нагрузкой 60кгс, когда вдавливание алмазного конуса с большой нагрузкой может вызвать выкрашивание алмаза. Значение твердости здесь характеризуются цифрами, указываемыми большой стрелкой на черной шкале А, и обозначается HRA.
Твердость в числах HRA можно перевести на числа HRС по формуле:
Условия и пределы измерения твердости по Роквеллу установлены ГОСТом (таблица 2).
| Обозначение шкалы Роквелла | Тип наконечника | Нагрузка, кгс | Обозначение чисел твердости | Допускаемые пределы твердости |
| В | Шарик стальной | HRB | 25-100 | |
| С | Конус алмаз | HRC | 20-67 | |
| А | Конус алмаз | HRA | 70-95 |