Rockwell-keménységvizsgálat fémeknél
Egyszerűen fogalmazva, a Rockwell-keménységvizsgálat az anyagok keménységének mérésére szolgáló módszer. A Rockwell-keménységi skálát általában fémek, például vékony acél, cementált karbidok, ólom, alumínium, cink, rézötvözetek, titán és vas keménységének jellemzésére alkalmazzák. A skálát azonban bizonyos műanyagok vizsgálatára is alkalmazzák.
A Rockwell-skálával mért keménység a behatolással szembeni ellenállásra utal. A teszt a nevét Stanley P. Rockwellről kapta, aki a tesztet és az eredeti gépeket kitalálta, majd később eladta a jogokat. A tesztet először 1919-ben alkalmazták.
Hogyan működik a Rockwell-keménységvizsgálat
A Rockwell-keménységvizsgálat a keménységet a lehető legegyszerűbb módon méri: egy behatolót nyomnak az anyag felületébe egy meghatározott terheléssel, majd mérik, hogy a behatoló mennyire tudott behatolni. A behatolót legtöbbször vagy acélgolyóból vagy gyémántból készítik.
A valóság azonban természetesen sokkal összetettebb, hiszen a fémminták radikálisan különböznek egymástól. Ennek eredményeképpen nem lehet minden minta esetében ugyanazt a megközelítést alkalmazni. Valójában 30 különböző Rockwell-skála létezik. Mindegyik a vizsgálati erők és a behatolók típusainak különböző kombinációját használja. A fémminta megfelelő skálájának kiválasztásakor az értékelők figyelembe veszik a vizsgált anyag méretét és alakját, homogenitását és az egyes skálák korlátait.
Míg számos Rockwell-vizsgálat létezik, a nagyon kemény anyagok esetében a legelterjedtebbek a Rockwell és a Rockwell C. Ha az anyag nagyon vékony, könnyebb terheléseket kell használni: a Rockwell 30T, 1ST, Rockwell 15-N és 30-N skálákat. Amint az ezekből a mérésekből látható, a Rockwell-keménységszámok egy előtaggal rendelkeznek, amely megkülönbözteti a terhelés és a behatoló kombinációjával összefüggésben használt Rockwell-skálát.
Léteznek átváltási táblázatok, amelyek lehetővé teszik az egyik keménységi módszerről a másikra történő átváltást, de nem szabad elfelejteni, hogy ezek az átváltási táblázatok nem képesek pontosan átváltani egyikről a másikra.
A legtöbb ember, aki a Rockwell-keménységvizsgálatok eredményeit nézi, nincs tisztában azzal, hogy többféle skála létezik. Így nem biztos, hogy megértik, hogy az átváltási táblázatok nem teljesen pontosak. Ez azért van, mert a Rockwell-méréseknek nincsenek mértékegységei. Ahogy a Sizes.com elmagyarázza: “A szimbólum a HR, amelyet egy betű követ, amely a lehetséges skálák egyikét jelzi. Például a ‘HRC 96’ a Rockwell C skálán 96-ot jelent.”
A Rockwell-keménységgel összehasonlítható skála
A Rockwell-skálát a Mohs-próbával és a Brinell-skálával hasonlították össze. A Brinell-skálát Johann A. Brinell svéd mérnök fejlesztette ki 1910-ben, és a következőképpen működik. Terhelést alkalmaznak egy edzett acélgolyóra, amely a kiértékelésre váró fém sík felületén ül. Ezt követően a kialakuló horpadás átmérőjét értékelik.
A Sizes.com szerint a keménységet ezzel a képlettel mérik: “A fém keménységét jelző Brinell-szám ezután a golyó terhelésének kilogrammban kifejezett értéke osztva a horpadás gömbfelületének négyzetmilliméterben kifejezett területével.”