Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất là phương pháp đo độ cứng bằng cách ép, chẳng hạn như độ cứng Brinell, độ cứng Rockwell, độ cứng Vickers và độ cứng vi mô. Giá trị độ cứng thu được về cơ bản thể hiện khả năng chống lại sự biến dạng dẻo của bề mặt kim loại do sự xâm nhập của các vật thể lạ gây ra.
Sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về các đơn vị đo độ cứng khác nhau:
1. Độ cứng Brinell (HB)
Dùng một viên bi thép cứng có kích thước nhất định (thường là đường kính 10mm) ấn vào bề mặt vật liệu với một tải trọng nhất định (thường là 3000kg) và giữ trong một khoảng thời gian. Sau khi loại bỏ tải trọng, tỷ lệ giữa tải trọng và diện tích vết lõm chính là giá trị độ cứng Brinell (HB), tính bằng kilogam lực/mm2 (N/mm2).
2. Độ cứng Rockwell (HR)
Khi HB > 450 hoặc mẫu quá nhỏ, không thể sử dụng phép đo độ cứng Brinell và thay vào đó phải sử dụng phép đo độ cứng Rockwell. Phương pháp này sử dụng một hình nón kim cương có góc đỉnh 120° hoặc một viên bi thép có đường kính 1,59mm và 3,18mm để ấn vào bề mặt vật liệu cần kiểm tra dưới một tải trọng nhất định, và độ cứng của vật liệu được xác định từ độ sâu của vết lõm. Tùy thuộc vào độ cứng của vật liệu cần kiểm tra, nó có thể được biểu thị bằng ba thang đo khác nhau:
HRA: Đây là độ cứng thu được bằng cách sử dụng tải trọng 60kg và đầu đo hình nón kim cương, được dùng cho các vật liệu có độ cứng cực cao (như cacbua xi măng, v.v.).
HRB: Đây là độ cứng thu được bằng cách sử dụng tải trọng 100kg và một viên bi thép tôi cứng có đường kính 1,58mm. Nó được sử dụng cho các vật liệu có độ cứng thấp hơn (như thép ủ, gang, v.v.).
HRC: Là độ cứng thu được bằng cách sử dụng tải trọng 150kg và đầu đo hình nón kim cương, được dùng cho các vật liệu có độ cứng cao (như thép tôi cứng, v.v.).
3. Độ cứng Vickers (HV)
Sử dụng đầu ấn hình nón vuông bằng kim cương với tải trọng nhỏ hơn 120kg và góc đỉnh 136° để ấn vào bề mặt vật liệu, và chia diện tích bề mặt của vết lõm trên vật liệu cho giá trị tải trọng, đó chính là giá trị độ cứng Vickers HV (kgf/mm2).
So với phép thử độ cứng Brinell và Rockwell, phép thử độ cứng Vickers có nhiều ưu điểm. Nó không bị ràng buộc bởi các điều kiện cụ thể về tải trọng P và đường kính đầu đo D như Brinell, và vấn đề biến dạng của đầu đo; cũng không gặp phải vấn đề giá trị độ cứng không thể thống nhất của Rockwell. Và nó có thể kiểm tra mọi vật liệu mềm và cứng giống như Rockwell, và có thể kiểm tra độ cứng của các chi tiết cực mỏng (hoặc lớp mỏng) tốt hơn Rockwell, điều mà chỉ có thể thực hiện được bằng phép thử độ cứng bề mặt Rockwell. Nhưng ngay cả trong điều kiện như vậy, nó chỉ có thể so sánh trong phạm vi thang đo Rockwell, và không thể thống nhất với các mức độ cứng khác. Ngoài ra, vì Rockwell sử dụng độ sâu vết lõm làm chỉ số đo, và độ sâu vết lõm luôn nhỏ hơn chiều rộng vết lõm, nên sai số tương đối của nó cũng lớn hơn. Do đó, dữ liệu độ cứng Rockwell không ổn định như Brinell và Vickers, và tất nhiên không ổn định bằng độ chính xác của Vickers.
Có một mối quan hệ chuyển đổi nhất định giữa Brinell, Rockwell và Vickers, và có một bảng quan hệ chuyển đổi có thể được truy vấn.
Thời gian đăng bài: 16/03/2023
