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. 5) под действием последовательно прилагаемых нагрузок - предварительной Р0 и основной P1. Общая нагрузка Р = Р0+Р1 Сначала под нагрузкой Р,> =10 кгс, которая не снимается до конца испытания, наконечник погружается в образец на глубину h0. Затем на образец подается ещё и основная нагрузка Р1 что в сумме составит полную Р.
Рис.5. Схема определения твердости вдавливанием алмазного конуса на приборе Роквелла.
Глубина вдавливания увеличивается. После снятия основной нагрузки по глубине остаточного вдавливания наконечника h определяют число твердости по Роквеллу НВ и выражают формулами:
(для конуса);
(для шарика);
Величина 0,002 мм - цена деления шкалы индикатора-глубиномера - условная единица твёрдости. Прибор измеряет разность между глубиной отпечатков, полученных под действием полной нагрузки и предварительной. Стрелки же индикатора-глубиномера показывают не глубину отпечатка, а сразу конечный результат в соответствии с формулами.
Единица твердости по Роквеллу - безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению индентора в металл на 0.002 мм. Она не имеет той размерности и того физического смысла, который имеет единица твёрдости по Бринеллю.
На приборе Роквелла можно измерять твердость:
1. Закаленных и низкоотпущенных сталей и др. алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Значения твердости характеризуются цифрами на черной шкале С циферблата и обозначаются HRC например. KRC 65 .
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 большего диаметра могут вызвать смятие образца. Значения твердости характеризуются цифрами на красной шкале В и обозначаются HRB.
3. Очень твердых металлов и сплавов, а также тонких, упрочнённых поверхностных слоев и пластинок алмазным конусом с нагрузкой 60 кгс, когда вдавливание алмазного конуса с большой нагрузкой может вызвать выкрашивание алмаза. Значения твердости здесь характеризуются цифрами, указываемыми большой стрелкой на черной шкале А, и обозначается HRA.
Твердость в числах НRA можно перевести па числа HRC по формуле:
Условия и пределы измерения твердости по Роквеллу установлены ГОСТом (таблица 2).