Năm phương pháp phổ biến để đo độ cứng kim loại
Kiểm tra độ cứng Rockwell
Độ cứng Rockwell là phương pháp kiểm tra độ cứng nhanh được phát triển để kiểm soát sản xuất với các phép đo trực tiếp và chủ yếu được sử dụng cho vật liệu kim loại. Độ cứng Rockwell (HR) được tính bằng cách đo độ sâu vết lõm sau khi đầu đo được ấn vào vật liệu mẫu dưới một tải trọng nhất định. Thường được sử dụng cho hình dạng mẫu lớn hơn. Chủ yếu được sử dụng cho “các thử nghiệm nhanh” trên vật liệu kim loại. Có thể được sử dụng cho các thử nghiệm nâng cao như thử nghiệm Jominy (làm cứng đầu) (HRC).
Kiểm tra độ cứng Vickers
Độ cứng Vickers là phép thử độ cứng cho tất cả các vật liệu rắn, bao gồm cả vật liệu kim loại. Độ cứng Vickers (HV) được tính bằng cách đo chiều dài đường chéo của vết lõm để lại do đưa đầu kim tự tháp kim cương có tải trọng nhất định vào vật liệu mẫu. Để xác định độ cứng, đường chéo của vết lõm được đo quang học bằng bảng hoặc công thức. Để thử độ cứng cho tất cả các vật liệu rắn, bao gồm cả vật liệu kim loại. Bao gồm một nhóm nhỏ các phép thử độ cứng mối hàn.
Kiểm tra độ cứng Knoop
Noah’s (HK) là một phương án thay thế cho phép thử Vickers trong phạm vi thử độ cứng vi mô. Nó chủ yếu được sử dụng để khắc phục tình trạng nứt ở vật liệu giòn và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thử độ cứng của các lớp mỏng. Đầu đo là một viên kim cương lăng trụ không đối xứng và độ lõm được đo bằng cách đo quang học đường chéo dài. Phương pháp này được sử dụng cho các vật liệu cứng và giòn, chẳng hạn như gốm sứ. Đối với các khu vực nhỏ kéo dài, ví dụ như lớp phủ.
Kiểm tra độ cứng Brinell
Thử nghiệm độ cứng Brinell được sử dụng để thử độ cứng của các mẫu lớn hơn trong các vật liệu có cấu trúc hạt thô hoặc không đồng nhất. Thử nghiệm độ cứng Brinell (HBW) để lại vết lõm tương đối lớn và sử dụng một viên bi cacbua vonfram. Kích thước của vết lõm được đọc bằng quang học. Phương pháp này được sử dụng cho các vật liệu có cấu trúc hạt thô hoặc không đồng nhất và các mẫu lớn hơn. Đối với các sản phẩm rèn và đúc có các thành phần cấu trúc lớn.
Kiểm tra độ cứng Leeb
Thân va đập được sử dụng để va đập vào bề mặt vật liệu kim loại dưới tác động của lực đàn hồi và độ cứng Richter được tính bằng tỷ số giữa vận tốc va đập và vận tốc nảy được tính toán tại 1mm từ bề mặt kim loại được đo. Thích hợp để đo độ cứng vật liệu kim loại nặng, lớn, lắp đặt.
Yêu cầu chuẩn bị bề mặt để thử độ cứng
Trước khi thực hiện thử nghiệm độ cứng trên kim loại hoặc các vật liệu khác, bề mặt phải được xử lý trước. Các điều kiện bề mặt cần thiết phụ thuộc vào loại thử nghiệm và tải trọng được sử dụng. Nhìn chung, chất lượng xử lý bề mặt có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả thử nghiệm độ cứng, vì vậy bạn nên cân nhắc sự khác biệt giữa chất lượng bề mặt và kết quả thử nghiệm trước khi quyết định xử lý bề mặt kém hơn.
Kiểm tra độ cứng vĩ mô
Bề mặt được đánh bóng thường là đủ và đôi khi không cần phải chuẩn bị gì thêm.
Kiểm tra độ cứng vi mô
Do tải trọng thấp được sử dụng trong quá trình thử độ cứng, thử độ cứng vi mô đòi hỏi bề mặt được đánh bóng hoặc đánh bóng điện hóa. Điều quan trọng là ranh giới/góc của các ấn tượng được đánh giá quang học phải được nhìn thấy rõ ràng. Điều này có thể được thực hiện bằng cơ học, hóa học hoặc điện hóa. Điều quan trọng là việc gia nhiệt hoặc gia công nguội không làm thay đổi các đặc tính bề mặt của mẫu vật.
Khoảng cách thụt lề
Trong quá trình thử độ cứng, các vết lõm làm biến dạng vật liệu xung quanh và thay đổi các đặc tính của nó. Để tránh hiểu sai về độ cứng được cảm nhận, tiêu chuẩn chỉ định một khoảng cách nhất định giữa nhiều vết lõm.
Ví dụ về khoảng cách lõm cho thử nghiệm độ cứng Vickers trên vật liệu kim loại
Đối với thép, đồng và hợp kim đồng: khoảng cách giữa các vết lõm phải ít nhất gấp ba lần chiều rộng đường chéo
Đối với chì, kẽm, nhôm và thiếc: khoảng cách giữa các vết lõm phải ít nhất gấp sáu lần chiều rộng đường chéo
Làm thế nào để đảm bảo độ chính xác và khả năng lặp lại của thử nghiệm độ cứng?
Việc áp dụng đúng cách thử độ cứng đòi hỏi phải chuẩn bị và thực hiện cẩn thận. Tuy nhiên, một khi đã nắm vững những điều cơ bản, hầu hết các thử nghiệm độ cứng đều có thể cung cấp độ chính xác và khả năng lặp lại tốt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến thử nghiệm độ cứng
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra độ cứng. Nhìn chung, tải trọng bạn sử dụng trong bài kiểm tra độ cứng càng thấp thì bạn càng cần kiểm soát nhiều yếu tố hơn để đảm bảo kết luận chính xác từ bài kiểm tra độ cứng của mình.
Sau đây là một số yếu tố quan trọng nhất cần xem xét để đảm bảo kết luận chính xác từ bài kiểm tra độ cứng của bạn
Các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, bụi bẩn, độ rung, nhiệt độ và độ ẩm cần được kiểm soát
Máy thử và giá đỡ phải được cố định trên một bàn ngang chắc chắn, và mẫu phải được kẹp hoặc cố định trên giá đỡ hoặc đe.
Đầu đo phải vuông góc với bề mặt cần đo
Khi sử dụng Vickers, Nuss hoặc Brinell, cài đặt chiếu sáng phải giữ nguyên trong suốt thời gian thử nghiệm
Máy thử phải được hiệu chuẩn lại/xác nhận mỗi khi đầu đo hoặc vật kính thay đổi
Ở đây chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng máy kiểm tra độ cứng Leeb kim loại LS252D của Linshang để kiểm tra độ cứng kim loại, máy kiểm tra độ cứng Leeb loại bút nhỏ gọn và dễ mang theo. Máy kiểm tra độ cứng Leeb kim loại của Linshang sử dụng công nghệ cuộn dây kép tiên tiến để đo kết quả với độ chính xác cao và khả năng lặp lại cao, đồng thời có cảm biến hướng, đo bù hướng toàn diện 360° mà không cần lo lắng.
