Phương pháp thử nghiệm cơ học cho má phanh gang được sử dụng trong toa xe (Lựa chọn má phanh của máy thử độ cứng)

Việc lựa chọn thiết bị kiểm tra cơ học cho guốc phanh gang phải tuân thủ tiêu chuẩn: ICS 45.060.20. Tiêu chuẩn này quy định rằng việc kiểm tra tính chất cơ học được chia thành hai phần:

1. Thử kéo

Việc này phải được thực hiện theo các quy định của tiêu chuẩn ISO 6892-1:2019. Kích thước và chất lượng gia công của mẫu thử kéo phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 185:2005.

2. Phương pháp kiểm tra độ cứng

Thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 6506-1:2014. Cắt mẫu thử độ cứng từ nửa dưới của thanh thử đúc riêng; nếu không có thanh thử, lấy một guốc phanh, bào mỏng từ 6mm đến 10mm, đo độ cứng tại 4 điểm thử, lấy giá trị trung bình làm kết quả thử.

Cơ sở cho phương pháp kiểm tra độ cứng

Tiêu chuẩn ISO 6506-1:2014 “Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Brinell – Phần 1: Phương pháp thử” quy định nguyên lý, ký hiệu và giải thích, thiết bị thử nghiệm, mẫu thử, quy trình thử nghiệm, độ không chắc chắn của kết quả và báo cáo thử nghiệm cho phép thử độ cứng Brinell của vật liệu kim loại.

2.1 Lựa chọn thiết bị kiểm tra: Máy đo độ cứng Brinell (Nên dùng trước)

Ưu điểm: Diện tích vết lõm lớn, có thể phản ánh độ cứng tổng thể của vật liệu gang (gang có thể có cấu trúc không đồng đều) và kết quả mang tính đại diện hơn.

Phù hợp với gang có độ cứng trung bình và thấp (HB 80 – 450), đáp ứng đầy đủ phạm vi độ cứng của guốc phanh gang.

Quá trình này tương đối đơn giản và yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt của mẫu vật tương đối thấp (thường thì Ra 1,6 – 6,3μm là đủ).

2.2 Nguyên lý của phép thử độ cứng Brinell

Nguyên lý có thể được tóm tắt như sau: Một viên bi hợp kim cứng (hoặc bi thép tôi) có đường kính 10mm được ấn vào bề mặt mẫu dưới một lực thử nghiệm nhất định (ví dụ 3000kgf). Sau khi đo đường kính vết lõm, giá trị độ cứng (HBW) được tính toán để mô tả khả năng chống biến dạng dẻo của vật liệu. Ưu điểm cốt lõi của phương pháp này nằm ở tính đại diện mạnh mẽ của kết quả, có thể phản ánh các đặc tính độ cứng vĩ mô của vật liệu. Đây là phương pháp cổ điển được sử dụng rộng rãi trong thử nghiệm hiệu suất của vật liệu kim loại.

2.3 Ký hiệu và giải thích về giá trị độ cứng Brinell

Định nghĩa cốt lõi của giá trị độ cứng Brinell (HBW) là: tỷ lệ giữa lực thử (F) với diện tích bề mặt lõm (A), với đơn vị là MPa (nhưng thường không ghi rõ đơn vị, mà chỉ sử dụng giá trị số). Công thức tính toán như sau: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0.102×F
Ở đâu:

F là lực thử (đơn vị: N);

D là đường kính đầu đo (đơn vị: mm);

d là đường kính trung bình của vết lõm (đơn vị: mm);

Hệ số “0,102″ là hệ số chuyển đổi được sử dụng để chuyển đổi đơn vị lực thử từ kgf sang N (nếu tính trực tiếp theo N, công thức có thể được đơn giản hóa).

Từ công thức có thể thấy rằng, dưới cùng một lực thử và đường kính mũi ấn, đường kính mũi ấn càng nhỏ thì khả năng chống biến dạng dẻo của vật liệu càng mạnh và giá trị độ cứng Brinell càng cao; ngược lại, giá trị độ cứng càng thấp.

Theo đặc tính vật liệu của guốc phanh bằng gang (gang xám), các thông số của phép thử độ cứng Brinell thường như sau:

Lực thử (F): Thông thường, người ta sử dụng 3000kgf (29,42kN) và ký hiệu độ cứng tương ứng là “HBW 10/3000″.

Lưu ý: Nếu mẫu mỏng hoặc vật liệu mềm, lực thử có thể được điều chỉnh (chẳng hạn như 1500kgf hoặc 500kgf) theo ISO 6506-1:2014, nhưng điều này phải được chỉ ra trong báo cáo thử nghiệm.