Nguyên lý đo độ cứng Rockwell

NGUYÊN LÝ ĐO ĐỘ CỨNG ROCKWELL

Giới thiệu về thang đo độ cứng Rockwell

Nó là một thang đo độ cứng vật liệu kim loại, được sử dụng lần đầu vào năm 1919 do Stanley P. Rockwell phát minh. Đây là phép đo không đơn vị. Ký hiệu thang đo là HR và theo sau là giá trị độ cứng. Ví dụ, “HRC 68” có nghĩa là 68 là giá trị độ cứng theo thang Rockwell C. Gía trị độ cứng Rockwell thông thường được mô tả cho độ cứng kim loại, tuy nhiên chúng cũng có thể được sử dụng cho một vài loại nhựa.

Cách xác định độ cứng Rockwell

Thang đo Rockwell dựa vào đo độ sâu của vết lõm được tạo ra bởi một đầu kim cương hoặc một đầu bi lên trên bề mặt vật liệu.

Không giống như phép thử Brinel, phép thử Rockwell tạo nên 2 phép đo độ sâu:

Đầu bi di chuyển và tiếp xúc lên bề mặt vật liệu cần kiểm tra. Lực sơ cấp được sử dụng với một khoảng thời gian được cài đặt, sau đó đo độ sâu của vết lõm.
Tiếp theo lực được tăng lên theo một tỉ lệ đã được cài đặt cho đến khi nó đạt được tổng lực. Lực này được giữ ổn định trong một khoảng thời gian được xác định trước, sau đó lực giảm xuống tới mức lực sơ cấp. Sau một khoảng thời gian được cài đặt độ sâu vết lõm được đo trong thời gian vài giây. Thông thường toàn bộ quá trình được thực hiện bởi máy tự động.

Các công thức tính độ cứng Rockwell

Độ cứng Rockwell được tính bằng sự khác biệt giữa độ sâu vết lõm sau khi áp dụng tổng lực với độ sâu vết lõm ban đầu của nó dưới tác dụng của lực sơ cấp. Người ta gọi sự khác biệt này theo đơn vị milimét là h.

Như thế, nếu phép thử sử dụng đầu đo kim cương hình chóp:

Nếu phép thử sử dụng đầu bi:

Các thang đo của Máy đo độ cứng Rockwell

Thang đo Rockwell thông thường

Thang đo Rockwell thông thường	Kiểu thang đo	Kiểu đầu đo mm (inch)	Lực sơ cấp N (kgf)	Tổng lực N (kgf)	Các ứng dụng điển hình
	A	Kim cương hình chóp	98.07 (10)	588.4 (60)	Thép mỏng, thép có chiều dày cứng mỏng
	B	Bi 1,588 (1/16″)	98.07 (10)	980.7 (100)	Hợp kim đồng, thép mềm, hợp kim nhôm, sắt rèn
	C	Kim cương hình chóp	98.07 (10)	1471 (150)	Thép, gang cứng, thép rèn, titan, thép có bề mặt làm cứng sâu, các vật liệu khác có độ cứng lớn hơn HRB 100
	D	Kim cương hình chóp	98.07 (10)	980.7 (100)	Thép mỏng, thép có lớp cứng bề mặt vừa, sắt rèn
	E	Bi 3,175 (1/8 ”)	98.07 (10)	980.7 (100)	Gang, nhôm và hợp kim magie
	F	Bi 1,588 (1/16″)	98.07 (10)	588.4 (60)	Hợp kim đồng được ủ, và thép tấm mềm mỏng
	G	Bi 1,588 (1/16″)	98.07 (10)	1471 (150)	Sắt rèn, hợp kim đồng – Niken – Kẽm, hợp kim đồng – niken
	H	Bi 3,175 (1/8 ”)	98.07 (10)	588.4 (60)	Nhôm, kẽm, chì
	K	Bi 3,175 (1/8 ”)	98.07 (10)	1471 (150)	Vật liệu mỏng hoặc rất mềm. Hãy sử dụng đầu bi nhỏ nhất và lực lớn nhất mà không ảnh hưởng lên bề mặt đe
	L	Bi 6.350 (1/4 ”)	98.07 (10)	588.4 (60)
	M	Bi 6.350 (1/4 ”)	98.07 (10)	980.7 (100)
	P	Bi 6.350 (1/4 ”)	98.07 (10)	1471 (150)
	R	Bi 12,70 (1/2 ”)	98.07 (10)	588.4 (60)
	S	Bi 12,70 (1/2 ”)	98.07 (10)	980.7 (100)
	V	Bi 12,70 (1/2 ”)	98.07 (10)	1471 (150)

Thang đo Rockwell Superficial

Thang đo Rockwell Superficial	Kiểu thang đo	Kiểu đầu đo mm (inch)	Lực sơ cấp N (kgf)	Tổng lực N (kgf)	Các ứng dụng điển hình
	15N	Kim cương hình chóp	29.42 (3)	147.1 (15)	Tương tự như thang đo A, C và D nhưng vật liệu mỏng hơn hay chiều sâu cứng nhỏ hơn
	30N	Kim cương hình chóp	29.42 (3)	294.2 (30)
	45N	Kim cương hình chóp	29.42 (3)	441.3 (45)
	15T	Bi 1,588 (1/16″)	29.42 (3)	147.1 (15)	Tương tự như thang đo B, F và G nhưng vật liệu mỏng hơn
	30T	Bi 1,588 (1/16″)	29.42 (3)	294.2 (30)
	45T	Bi 1,588 (1/16″)	29.42 (3)	441.3 (45)
	15W	Bi 3,175 (1/8 ”)	29.42 (3)	147.1 (15)	Vật liệu rất mềm
	30W	Bi 3,175 (1/8 ”)	29.42 (3)	294.2 (30)
	45W	Bi 3,175 (1/8 ”)	29.42 (3)	441.3 (45)
	15X	Bi 6.350 (1/4 ”)	29.42 (3)	147.1 (15)
	30X	Bi 6.350 (1/4 ”)	29.42 (3)	294.2 (30)
	45X	Bi 6.350 (1/4 ”)	29.42 (3)	441.3 (45)
	15Y	Bi 12,70 (1/2 ”)	29.42 (3)	147.1 (15)
	30Y	Bi 12,70 (1/2 ”)	29.42 (3)	294.2 (30)
	45Y	Bi 12,70 (1/2 ”)	29.42 (3)	441.3 (45)