Phân biệt một số loại thang đo độ cứng thông dụng
Độ cứng là gì?
Độ cứng (của kim loại hay vật liệu rắn) là khả năng chịu đựng chống lại sự biến dạng của vật liệu rắn dưới tác dụng của một lực nào đó, thường là lực đâm xuyên.
Phân biệt một số loại thang đo độ cứng?
1. Độ cứng Rockwell
Đây cũng là một loại thang đo độ cứng phổ biến hiện nay, dựa trên phương pháp đo thuộc dạng ấn lõm. Điểm khác biệt so với phương pháp Brinell, đó là phương pháp Rockwell sẽ ấn 2 lần lên bề mặt mẫu thử. Chênh lệch độ lún sâu giữa 2 lần ấn lực sẽ được dùng để tính toán độ cứng. Như vậy, phương pháp này không cần hệ thống quang học để đo kích thước vết lõm. Đơn vị chung của thang đo Rockwell là HR (Hardness Rockwell).
Hình ảnh nguyên lý đo độ cứng Rockwell
Phương pháp này sử dụng 2 loại mũi đo: đầu bi (Carbide Tungsten) và mũi kim cương dạng chóp, góc đỉnh 120º (kim cương).
Công thức tính độ cứng là:
Trong đó:
- U = 100 khi đo độ cứng bằng mũi kim cương
- U = 130 khi đo độ cứng bằng mũi viên bi
- T = 0.002mm khi đo độ cứng thông thường (Regular Rockwell Hardness)
- U = 0.001mm khi đo độ cứng bề mặt (Superficial Rockwell Hardness)
- Δh: chênh lệch chiều cao giữa 2 lực ấn lõm (mm)
Phương pháp này có nhiều thang đo cùng hệ, tùy thuộc vào dạng mũi đo, lực ấn. Do đó, chúng ta sẽ thấy nhiều loại đơn vị đo của Rockwell, như HRA, HRB, HRC,… đều bắt đầu bằng ký hiệu HR, ký hiệu số thứ tự 3 theo bảng bên dưới để phân biệt.
Bảng độ cứng Rockwell
Hình ảnh máy đo độ cứng Rockwell
Đặc trưng của phương pháp Rockwell:
- Lực ấn lõm tác dụng 2 lần trên bề mặt mẫu thử, cần thời gian để đạt đúng chiều sâu ở mỗi lần ấn lực.
- Phương pháp đo nhanh, độ chính xác cao.
- Chỉ áp dụng với chi tiết có phạm vi nhỏ.
- Không phù hợp với vật liệu tấm mỏng, xi mạ.
- Thang đo rộng do có nhiều loại đơn vị đo, có thể chuyển đổi đơn vị đo cùng hệ Rockwell.
2. Độ cứng Vicker
Đây cũng là một loại thang đo độ cứng phổ biến hiện nay, dựa trên phương pháp đo thuộc dạng ấn lõm. Phương pháp gần giống với phương pháp Brinell, nhưng độ chính xác cao hơn.
Đầu tiên, điều chỉnh hệ thống quang học để nhìn thấy rõ bề mặt của mẫu. Sau đó, mũi chóp kim cương sẽ ấn với lực chỉ định một lần. 2 đường chéo của vết lõm và lực ấn sẽ được dùng để tính toán độ cứng, đơn vị đo là HV. Phương pháp này sử dụng mũi kim cương dạng chóp, góc 2 cạnh đối diện 136º.
Hình ảnh nguyên lý đo độ cứng Vicker
Công thức tính độ cứng Vicker:
Trong đó:
- HV: độ cứng theo thang Vicker,
- F: lực tác dụng, N
- d: chiều dài trung bình 2 đường chéo (D1,D2) của vết lõm, mm
Hoặc:
Trong đó:
-
HV: độ cứng theo thang Vicker
- F: lực tác dụng, kgf
- d: chiều dài trung bình 2 đường chéo (D1,D2) của vết lõm, µm
Đặc trưng của phương pháp Vicker:
- Cần kính hiển vi, máy đo quang học để xác định bề mặt mẫu cũng như vết lõm.
- Lực ấn lõm tác dụng 1 lần trên bề mặt mẫu thử, cần thời gian để hình thành vết lõm rõ ràng.
- Phương pháp đo được độ cứng các chi tiết nhỏ, đòi hỏi bề mặt được gia công kỹ lưỡng.
- Đo được độ cứng vật liệu mỏng, lớp phủ.
3. Độ cứng Leeb
Độ cứng Leeb thuộc phương pháp đo theo kiểu bật nẩy của bi đo. Theo nguyên lý động lực Leeb, giá trị độ cứng được tính từ sự mất năng lượng của vật thể va chạm xác định sau khi tác động lên một mẫu kim loại. Chỉ số Leeb (vi, vr) được lấy làm thước đo tổn thất năng lượng do biến dạng dẻo: mẫu thử càng cứng thì tốc độ phản lực của bị đo phục hồi nhanh hơn so với mẫu mềm hơn. Một bộ từ tính bên trong ống đo điện áp thay đổi khi bị đo nẩy lại, di chuyển qua cuộn dây đo. Phương pháp Leeb cũng có khá nhiều đơn vị đo, ta có thể phân biệt dựa vào đặc trưng của phương pháp Leeb.
Đặc trưng của phương pháp Leeb:
- Là phương pháp đo cơ động và nhanh chóng.
- Đo được các mẫu có kích thước lớn và khối lượng >1kg.
- Có thể chuyển đổi sang nhiều đơn vị đo khác.
- Độ chính xác và độ lặp lại ở mức tương đối, thấp hơn so với các loại máy bàn của Rockwell, Vicker.
Hình ảnh nguyên lý đo độ cứng Leeb
Lời kết
Vừa rồi là những thông tin quan trọng về kiểm định độ cứng. Nếu công trình của quý khách đang cần kiểm định độ cứng kim loại thì hãy liên hệ với Kiểm Định & Giám Định Xây Dựng Miền Nam ngay. Với đội ngũ kỹ sư dày dặn kinh nghiệm, công ty cam kết đem lại chất lượng và giá trị kinh tế cao nhất cho quý khách hàng!
Thông tin liên hệ
CTY TNHH KIỂM ĐỊNH & GIÁM ĐỊNH XÂY DỰNG MIỀN NAM
Địa chỉ: 240 đường 14, phường Phước Bình, TP Thủ Đức, TPHCM
Email: info.kiemdinhmiennam@gmail.com
Điện thoại: 0868393098
