Sự khác biệt giữa một số phương pháp biểu thị độ cứng phổ biến
Độ cứng Brinell (HB), độ cứng Rockwell (HRC), độ cứng Vickers (HV) và độ cứng Leeb (HL) là bốn phương pháp thử độ cứng khác nhau, mỗi phương pháp có nguyên lý thử nghiệm, phạm vi ứng dụng và đặc điểm riêng. Sau đây là những khác biệt chi tiết giữa bốn phương pháp thử độ cứng:
Nguyên lý thử nghiệm
Độ cứng Brinell (HB):
Nguyên lý: Với một kích thước nhất định của tải trọng thử nghiệm, viên bi thép cứng hoặc viên bi cacbua xi măng có đường kính nhất định được ép vào bề mặt kim loại cần đo, duy trì trong một thời gian nhất định, sau đó dỡ tải để đo đường kính vết lõm của bề mặt được đo. Giá trị độ cứng Brinell là thương số của tải trọng chia cho diện tích bề mặt của quả cầu vết lõm.
Đặc điểm: Độ lõm lớn, giá trị đo chính xác, nhưng thao tác tương đối phức tạp, cần đo đường kính độ lõm bằng kính hiển vi, sau đó tra bảng hoặc tính giá trị độ cứng.
Độ cứng Rockwell (HRC):
Nguyên tắc: Dưới tải trọng bên ngoài quy định, đường kính quy định của viên bi thép hoặc đầu kim cương có góc côn 120° được ấn vào bề mặt vật liệu cần thử nghiệm, tạo ra vết lõm và độ cứng thể hiện bằng độ sâu của vết lõm được đo là độ cứng Rockwell.
Đặc điểm: vết lõm nhỏ, đo lường đơn giản và nhanh chóng, phù hợp để xác định độ cứng của thành phẩm và tấm, được phân loại là thử nghiệm không phá hủy. Tuy nhiên, khả năng biểu diễn kém và giá trị đo được có thể không đủ chính xác đối với vật liệu có tổ chức không đồng đều.
Độ cứng Vickers (HV):
Nguyên tắc: Một mũi kim cương hình chóp có góc 136° giữa các bề mặt tương đối được ấn vào bề mặt của mẫu thử nghiệm dưới tải trọng quy định F, sau một thời gian cố định, tải trọng được dỡ bỏ, đo chiều dài đường chéo của vết lõm d và tính toán diện tích bề mặt vết lõm, cuối cùng thu được áp suất trung bình trên diện tích bề mặt vết lõm, tức là giá trị độ cứng Vickers.
Tính năng: Phạm vi đo rộng, có thể đo hầu hết các vật liệu kim loại được sử dụng trong công nghiệp, từ vật liệu rất mềm đến vật liệu rất cứng đều có thể đo được. Đồng thời, độ cứng Vickers cũng phù hợp để phân tích vi mô, có ưu điểm là xác định độ cứng ở các khu vực nhỏ hoặc lớp mỏng.
Độ cứng Leeb (HL):
Nguyên lý: Với chất lượng xác định của khối va đập dưới tác dụng của lực đàn hồi với một tốc độ nhất định va đập vào bề mặt mẫu, với đầu búa cách bề mặt mẫu 1mm thì tỷ số giữa tốc độ nảy và tốc độ va đập tính được giá trị độ cứng Leeb.
Đặc điểm: dễ đo, thuộc phương pháp thử tải động, liên quan đến mô đun đàn hồi của vật liệu kim loại. Máy thử độ cứng Leeb thường bao gồm thiết bị va đập, thiết bị hiển thị và thiết bị ghi. Chất lượng của thiết bị va đập ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ ổn định của dữ liệu.
Phạm vi áp dụng
Độ cứng Brinell (HB): Thường được sử dụng khi vật liệu mềm, chẳng hạn như kim loại màu, thép trước khi xử lý nhiệt hoặc sau khi ủ. Do vết lõm lớn, không thích hợp để xác định độ cứng của thành phẩm và tấm.
Độ cứng Rockwell (HRC): Thường dùng cho vật liệu có độ cứng cao hơn, như thép tôi. Độ lõm nhỏ, phép đo đơn giản và nhanh chóng, thích hợp để xác định độ cứng của thành phẩm và tấm mỏng.
Độ cứng Vickers (HV): Thích hợp để xác định độ cứng của các phôi lớn hơn và bề mặt sâu hơn, nhưng cũng thích hợp để phân tích vi mô và tải nhỏ, xác định độ cứng Vickers vi mô.
Độ cứng Leeb (HL): Dễ đo và phù hợp với nhiều loại vật liệu kim loại, đặc biệt là khi khó thực hiện các phương pháp kiểm tra độ cứng khác (chẳng hạn như phôi lớn hoặc các bộ phận không dễ tháo rời).
