Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Отзыв ★★★★★ Будем благодарны за отзыв в Яндексе — это помогает нам развиваться Оставить отзыв →
Правовая информация Условия использования технических материалов и калькуляторов Правовая информация →
INNER
Контакты

Что такое твёрдость по Роквеллу

  • 04.06.2026
  • Инженерные термины и определения

Твёрдость по Роквеллу — это характеристика сопротивления материала пластической деформации, определяемая по остаточной глубине вдавливания стандартного индентора под действием заданной нагрузки. В отличие от методов Бринелля и Виккерса, здесь измеряется не размер отпечатка, а разность глубин, что делает контроль быстрым, автоматизируемым и пригодным для массового производства.

Что такое твёрдость по Роквеллу

Метод предложен братьями Хью и Стэнли Роквеллами в 1914–1919 годах и стал самым распространённым способом контроля твёрдости металлов. Твёрдость по Роквеллу регламентируется ГОСТ Р ИСО 6508-1 (актуальная редакция гармонизирована с ISO 6508-1) и ГОСТ 9013-59, а также международным стандартом ASTM E18.

Значение твёрдости — это безразмерное число, выражающее разность глубин внедрения индентора при предварительной и общей нагрузке. Одно деление шкалы соответствует 0,002 мм остаточной глубины для основных шкал и 0,001 мм для поверхностных.

Принцип измерения: как работает метод

Испытание выполняется в три этапа.

  1. Приложение предварительной нагрузки F₀ (обычно 98 Н ≈ 10 кгс). Индентор внедряется на начальную глубину, фиксируется база отсчёта.
  2. Приложение основной нагрузки F₁ в течение нормированного времени выдержки. Суммарное усилие F = F₀ + F₁ создаёт пластическую деформацию.
  3. Снятие основной нагрузки, возврат к F₀. Измеряется остаточная глубина h — разность положений индентора между этапами 1 и 3.

Расчёт значения твёрдости

Число твёрдости вычисляется автоматически по формулам:

Для алмазного конуса (HRA, HRC, HRD): HR = 100 − h / 0,002
Для стального или твердосплавного шарика (HRB, HRE, HRF, HRG): HR = 130 − h / 0,002
Для поверхностных шкал N и T: HR = 100 − h / 0,001

Чем меньше глубина вдавливания, тем выше число твёрдости. Метод чувствителен к чистоте опорной поверхности, перпендикулярности приложения нагрузки и состоянию индентора.

Шкалы Роквелла: HRC, HRB и другие

Стандарт ISO 6508-1 определяет 30 шкал, различающихся индентором и общей нагрузкой. На практике в машиностроении используются 3–5 основных.

ШкалаИнденторОбщая нагрузкаДиапазон примененияТипичные материалы
HRCАлмазный конус 120°1471 Н (150 кгс)20–70 HRCЗакалённая сталь, инструмент
HRBШарик Ø 1,5875 мм980 Н (100 кгс)20–100 HRBМягкая сталь, латунь, бронза
HRAАлмазный конус 120°588 Н (60 кгс)20–88 HRAТвёрдые сплавы, тонкий закал. слой
HRDАлмазный конус 120°980 Н (100 кгс)40–77 HRDСреднетвёрдые стали
HRFШарик Ø 1,5875 мм588 Н (60 кгс)60–100 HRFОтожжённая медь, алюминиевые сплавы
HR15N / 30N / 45NАлмазный конус (поверх.)147 / 294 / 441 НТонкие закалённые слои, азотирование
HR15T / 30T / 45TШарик Ø 1,5875 мм (поверх.)147 / 294 / 441 НТонкий лист, фольга мягких сплавов

HRC — основная шкала для закалённых сталей

HRC применяют для контроля термообработки конструкционных и инструментальных сталей. Типичные значения: подшипниковая сталь ШХ15 после закалки 60–64 HRC, быстрорежущая Р6М5 — 63–66 HRC, рессорно-пружинная 65Г — 45–50 HRC.

HRB — для мягких сталей и цветных сплавов

HRB используют для отожжённых сталей, латуней, бронз, алюминиевых сплавов средней твёрдости. При значениях выше 100 HRB переходят на шкалу HRC, при значениях ниже 20 HRB — на HRF или HRE.

Применение метода в производстве

Контроль термообработки

Замер HRC — стандартная операция после закалки, отпуска, цементации, азотирования. Контроль ведётся выборочно на партии или сплошно для ответственных деталей: валов, шестерён, штампов, пресс-форм.

Входной контроль материалов

На участках металлообработки определение твёрдости по Роквеллу подтверждает марку металла и его состояние поставки (горячекатаное, нормализованное, отожжённое).

Связь с другими механическими свойствами

Между твёрдостью и пределом прочности на растяжение углеродистых и низколегированных сталей есть приближённая корреляция. Для пересчётов используют таблицы соответствия HRC ↔ HV ↔ HB по ГОСТ 22761 и ISO 18265 — однако переводные таблицы дают ориентировочные значения и не заменяют прямого испытания нужной шкалой.

Оборудование и подготовка образца

Твёрдомер Роквелла

Используются стационарные настольные приборы (механические, электронные, полностью автоматические) и портативные ультразвуковые/динамические твёрдомеры с пересчётом в шкалы Роквелла. Метрологические требования к приборам регламентируются ГОСТ Р ИСО 6508-2.

Эталоны и поверка

Прибор поверяется по мерам твёрдости — эталонным плиткам с известным значением. Требования к мерам — по ГОСТ Р ИСО 6508-3. Поверка средств измерений выполняется по правилам, установленным Федеральным законом № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

Требования к образцу

  • Минимальная толщина — не менее 10-кратной глубины отпечатка
  • Шероховатость опорной и испытуемой поверхности — Ra не более 1,6 мкм для HRC и не более 0,8 мкм для поверхностных шкал
  • Расстояние между центрами отпечатков — не менее 3 диаметров отпечатка
  • Расстояние от края — не менее 2,5 диаметров
  • Температура испытания — (23 ± 5) °C по ISO 6508-1

Преимущества и недостатки метода

Преимущества:

  • Быстрота измерения — 5–10 секунд на отпечаток
  • Автоматический отсчёт без оптических измерений отпечатка
  • Малый размер отпечатка — пригоден для готовых изделий
  • Широкий диапазон шкал под любой материал и толщину
  • Простая автоматизация на линиях ОТК

Недостатки:

  • Меньшая точность по сравнению с Виккерсом для тонких слоёв
  • Чувствительность к перпендикулярности нагрузки и состоянию опоры
  • Не применяется для гетерогенных материалов с крупной структурой (серый чугун, спечённые материалы — только с оговорками)
  • Требует разных шкал для разных диапазонов твёрдости

Частые вопросы о твёрдости по Роквеллу

Чем HRC отличается от HRB?
HRC использует алмазный конус и нагрузку 150 кгс, применяется для твёрдых закалённых сталей в диапазоне 20–70 HRC. HRB использует стальной (или твердосплавный) шарик диаметром 1,5875 мм и нагрузку 100 кгс, подходит для мягких сталей и цветных сплавов 20–100 HRB.
Какая нагрузка при измерении HRC?
Общая нагрузка 1471 Н (150 кгс), складывается из предварительной 98 Н (10 кгс) и основной 1373 Н (140 кгс). Время выдержки под основной нагрузкой — обычно 4 секунды для металлов с малой ползучестью.
Можно ли перевести HRC в HV или HB?
Для углеродистых и низколегированных сталей существуют переводные таблицы по ГОСТ 22761 и ISO 18265. Они дают ориентировочное соответствие. Для легированных, цветных и термообработанных материалов перевод даёт большую погрешность — корректнее проводить прямое испытание в нужной шкале.
Какая точность у метода Роквелла?
Типичная воспроизводимость на эталонных мерах — ±0,5 HRC в средней части диапазона при соблюдении требований ГОСТ Р ИСО 6508-1. На реальных деталях из-за неоднородности структуры разброс может достигать ±1,5 HRC.
Когда применяют поверхностные шкалы N и T?
При контроле тонких упрочнённых слоёв (азотированный, цементованный, нитроцементованный слой), тонколистового проката, покрытий. Уменьшенные нагрузки 15, 30 или 45 кгс снижают глубину вдавливания и позволяют корректно измерять твёрдость поверхности без влияния основы.

Твёрдость по Роквеллу — основной метод производственного контроля механических свойств металлов. Принцип измерения глубины вдавливания индентора обеспечивает высокую скорость, простоту автоматизации и приемлемую точность для большинства задач машиностроения. Грамотный выбор шкалы (HRC — для закалённых сталей, HRB — для мягких, поверхностные N/T — для тонких слоёв) и соблюдение требований ГОСТ Р ИСО 6508-1 позволяют получать достоверные результаты, на которые можно опираться при приёмке термообработки и входном контроле материалов.

Статья носит ознакомительный характер. Автор не несёт ответственности за решения, принятые на основании изложенного материала. Для контроля и приёмки используйте действующие нормативные документы, поверенные средства измерений и аттестованные методики.
Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.