Độ cứng là gì? Máy đo độ cứng là gì?

?? c?ng là m?t ??c tính quan tr?ng c?a v?t li?u, liên quan ??n kh? n?ng ch?u ???c s? bi?n d?ng do áp l?c bên ngoài. ?? c?ng không ph?i là m?t tính ch?t v?t lý c? b?n, mà là m?t tính ch?t th? hi?n s? t??ng tác gi?a v?t li?u và m?t v?t khác. ?? c?ng ???c ??nh ngh?a là kh? n?ng ch?ng l?i v?t lõm, hay s? bi?n d?ng v?nh vi?n trên b? m?t v?t li?u. Có nhi?u ph??ng pháp ?o ?? c?ng khác nhau, nh? ph??ng pháp Brinell, Rockwell, Vickers hay Knoop. M?i ph??ng pháp có nh?ng ?u và nh??c ?i?m riêng, và có th? cho ra nh?ng k?t qu? khác nhau cho cùng m?t v?t li?u. Vì v?y, khi nói v? ?? c?ng c?a v?t li?u, c?n ph?i nêu rõ ph??ng pháp ?o và các thông s? liên quan.

?? c?ng là gì?

?? c?ng là m?t khái ni?m ???c dùng ?? mô t? kh? n?ng c?a v?t li?u ch?ng l?i s? bi?n d?ng do áp l?c bên ngoài gây ra. ?? c?ng không ph?i là m?t tính ch?t v?t lý c? b?n, mà là m?t tính ch?t ph? thu?c vào cách ?o và ?i?u ki?n th? nghi?m. ?? c?ng ???c xác ??nh b?ng cách ?o ?? sâu ho?c di?n tích v?t lõm trên b? m?t v?t li?u, sau khi áp d?ng m?t l?c c? ??nh và m?t v?t lõm có hình d?ng xác ??nh. Có nhi?u ph??ng pháp th? nghi?m ?? c?ng khác nhau, m?i ph??ng pháp có nh?ng ?u và nh??c ?i?m riêng, và có th? cho ra nh?ng k?t qu? khác nhau cho cùng m?t v?t li?u.

Ki?m tra ?? c?ng th?t là m?t trong nh?ng ph??ng pháp th? nghi?m ?? c?ng ph? bi?n, ???c s? d?ng trong nhi?u l?nh v?c k? thu?t c? khí. Ki?m tra ?? c?ng th?t là ph??ng pháp ?o ?? c?ng c?a v?t li?u b?ng cách th?t m?t v?t lõm vào v?t li?u v?i m?t l?c c? ??nh, và ?o ?? sâu ho?c di?n tích c?a v?t lõm. M?t s? th? nghi?m ?? c?ng th?t nh? v?y t?n t?i, nh? th? nghi?m Brinell, Rockwell, Vickers hay Knoop. Nh?ng th? nghi?m này có th? ???c th?c hi?n ? quy mô v? mô ho?c vi mô, tùy vào kích th??c và hình d?ng c?a v?t lõm và v?t li?u.

Các ph??ng pháp th? nghi?m Rockwell ?? c?ng là nh?ng ph??ng pháp th? nghi?m ?? c?ng th?t ???c s? d?ng r?ng rãi nh?t, do ?? chính xác và ?? nh?y cao, và ?? d? dàng và nhanh chóng trong vi?c th?c hi?n. Các ph??ng pháp th? nghi?m Rockwell ?? c?ng ???c quy ??nh t?i tiêu chu?n ASTM E-18, là m?t tiêu chu?n qu?c t? v? ki?m tra ?? c?ng. B?n nên l?y m?t b?n sao c?a tiêu chu?n này, ??c và hi?u tiêu chu?n hoàn toàn tr??c khi th? Rockwell. Tiêu chu?n này s? h??ng d?n b?n v? các b??c th?c hi?n, các thông s? c?n thi?t, và cách tính toán và bi?u di?n k?t qu?.

Ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell

Ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell là m?t ph??ng pháp th? nghi?m ?? c?ng ph? bi?n và uy tín, ???c áp d?ng cho nhi?u lo?i kim lo?i khác nhau. Ph??ng pháp này có ?u ?i?m là d? th?c hi?n, nhanh chóng, chính xác và không c?n chu?n b? m?u th? nghi?m quá k?. Ph??ng pháp này ch? không thích h?p cho nh?ng tr??ng h?p mà c?u trúc ho?c b? m?t c?a kim lo?i th? nghi?m có nhi?u bi?n th?, làm ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o; ho?c nh?ng tr??ng h?p mà kích th??c ho?c hình d?ng c?a m?u th? nghi?m không cho phép s? d?ng ph??ng pháp này.

Ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell d?a trên nguyên lý ?o ?? sâu v?nh vi?n c?a v?t lõm trên b? m?t kim lo?i, do m?t l?c ho?c t?i tr?ng tác d?ng lên m?t v?t lõm có hình d?ng xác ??nh. Ph??ng pháp này g?m có các b??c sau:

  • B??c 1: Áp d?ng m?t l?c th? s? b? (t?i tr??c) lên m?u th? nghi?m, b?ng cách s? d?ng m?t v?t lõm có hình d?ng là kim c??ng ho?c bi thép. L?c th? s? b? này có tác d?ng phá v? l?p hoàn thi?n b? m?t c?a kim lo?i, ?? lo?i b? ?nh h??ng c?a l?p này ??n k?t qu? ?o. L?c th? s? b? này c?ng t?o ra m?t v?t lõm c? b?n trên b? m?t kim lo?i.
  • B??c 2: Gi? l?c th? s? b? trong m?t kho?ng th?i gian xác ??nh tr??c (th?i gian d?ng), ?? cho phép kim lo?i ph?c h?i m?t ph?n ?àn h?i. Sau ?ó, ?o ?? sâu c?a v?t lõm c? b?n, b?ng cách s? d?ng m?t thi?t b? ?o ?? sâu có ?? nh?y cao.
  • B??c 3: T?ng thêm m?t l?c th? b? sung (t?i chính), ?? ??t ???c t?ng l?c th? nghi?m yêu c?u. L?c th? nghi?m yêu c?u ph? thu?c vào lo?i kim lo?i và ph??ng pháp ?o. L?c th? b? sung này làm t?ng ?? sâu c?a v?t lõm trên b? m?t kim lo?i.
  • B??c 4: Gi? l?c th? nghi?m trong m?t kho?ng th?i gian xác ??nh tr??c (th?i gian d?ng), ?? cho phép kim lo?i ph?c h?i m?t ph?n ?àn h?i. Sau ?ó, gi?m l?c th? b? sung, quay tr? l?i l?c th? s? b?. Gi? l?c th? s? b? trong m?t kho?ng th?i gian xác ??nh tr??c (th?i gian d?ng), ?? cho phép kim lo?i ph?c h?i m?t ph?n ?àn h?i. Sau ?ó, ?o ?? sâu cu?i cùng c?a v?t lõm, b?ng cách s? d?ng thi?t b? ?o ?? sâu có ?? nh?y cao.
Ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell
  • B??c 5: Tính toán giá tr? ?? c?ng Rockwell, b?ng cách l?y s? khác bi?t gi?a ?? sâu c? b?n và ?? sâu cu?i cùng c?a v?t lõm. Kho?ng cách này ???c chuy?n thành m?t s? ?? c?ng, b?ng cách s? d?ng m?t công th?c hay m?t b?ng tra c?u. Giá tr? ?? c?ng Rockwell ???c bi?u di?n b?ng m?t ký hi?u g?m m?t ch? cái và m?t s?, ví d? HRC 60. Ch? cái ch? ra lo?i v?t lõm và l?c th? nghi?m ???c s? d?ng, còn s? ch? ra giá tr? ?? c?ng. Các lo?i v?t lõm và l?c th? nghi?m khác nhau s? t?o ra các thang ?o ?? c?ng Rockwell khác nhau, ví d? thang A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, M, N, P, R, S, V, W, X, Y.
  • B??c 6: Gi?i phóng l?c th? s? b?, và rút v?t lõm ra kh?i m?u th? nghi?m. Quan sát và ghi nh?n k?t qu? ?o ?? c?ng Rockwell.

L?c th? s? b? (t?i tr??c) th??ng n?m trong kho?ng t? 3 kgf (???c s? d?ng trong thang Rockwell “B? ngoài”) ??n 10 kgf (???c s? d?ng trong thang Rockwell “Thông th??ng”). T?ng l?c th? nghi?m th??ng n?m trong kho?ng t? 15 kgf ??n 150 kgf (b? m?t và thông th??ng) ??n 500 ??n 3000 kgf (?? c?ng v? mô). Các l?c th? nghi?m này ???c quy ??nh t?i tiêu chu?n ASTM E-18, là m?t tiêu chu?n qu?c t? v? ki?m tra ?? c?ng Rockwell. B?n nên l?y m?t b?n sao c?a tiêu chu?n này, ??c và hi?u tiêu chu?n hoàn toàn tr??c khi th? Rockwell. Tiêu chu?n này s? h??ng d?n b?n v? các b??c th?c hi?n, các thông s? c?n thi?t, và cách tính toán và bi?u di?n k?t qu?.

Tiêu chu?n ASTM E-18 là gì? Tiêu chu?n ASTM E-18 là m?t tiêu chu?n qu?c t? v? ph??ng pháp ki?m tra ?? c?ng Rockwell c?a các v?t li?u kim lo?i. ?? c?ng Rockwell là m?t ch? s? ?o ?? c?ng c?a v?t li?u b?ng cách ?o ?? sâu mà m?t ??u lõm kim lo?i xuyên vào v?t li?u m?u d??i m?t l?c nén ?ã bi?t. Tiêu chu?n ASTM E-18 quy ??nh các yêu c?u v? ??u lõm, l?c nén, th?i gian gi? l?c, ?? dày và kho?ng cách c?a v?t li?u m?u, cách tính và bi?u th? s? ?? c?ng Rockwell, và các sai s? cho phép. Tiêu chu?n ASTM E-18 ???c áp d?ng r?ng rãi trong các l?nh v?c liên quan ??n v?t li?u kim lo?i, nh? s?n xu?t, ki?m tra, nghiên c?u, v.v.

A = ?? sâu ??t ???c c?a th?t sau khi ??t t?i tr??c (t?i nh?)
B = V? trí c?a th?t vào trong khi t?i toàn b?, t?i nh? c?ng v?i t?i chính
C = V? trí cu?i cùng mà th?t vào ??t ???c sau khi ph?c h?i ?àn h?i c?a v?t li?u m?u
D = ?o kho?ng cách ???c th?c hi?n ??i di?n cho s? khác bi?t gi?a t?i tr??c và v? trí t?i chính. Kho?ng cách này ???c s? d?ng ?? tính S? ?? c?ng Rockwell.

Máy ?o ?? c?ng là gì?

Máy ?o ?? c?ng là m?t thi?t b? dùng ?? ?ánh giá ?? c?ng c?a các v?t li?u khác nhau, b?ng cách áp d?ng m?t l?c nén lên m?t ??u lõm có hình d?ng tròn ho?c nh?n, ???c làm b?ng kim c??ng, cacbua ho?c thép c?ng, và ?ã ???c chu?n hóa theo các tiêu chu?n qu?c t?. Máy ?o ?? c?ng s? ?o ?? sâu mà ??u lõm xuyên vào b? m?t c?a v?t li?u m?u, và d?a vào ?ó tính ra s? ?? c?ng c?a v?t li?u. Có nhi?u ph??ng pháp ?o ?? c?ng khác nhau, nh?ng ph??ng pháp ph? bi?n nh?t là ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell. Ph??ng pháp này s? d?ng m?t qu? bóng thép ho?c m?t viên kim c??ng hình nón, ???c g?i là brale, ?? t?o ra m?t v?t lõm trên b? m?t c?a v?t li?u m?u. Ph??ng pháp này có ?u ?i?m là nhanh chóng, d? th?c hi?n và không c?n m?t kính phóng ??i.

Máy ?o ?? c?ng là gì?

?? ?o ?? c?ng c?a các v?t li?u theo ph??ng pháp Rockwell, ta c?n th?c hi?n m?t quy trình g?m nhi?u b??c nh? sau:

  • B??c 1: Chu?n b? v?t li?u m?u. Ta c?n ch?n m?t m?u v?t li?u có b? m?t ph?ng và s?ch s?, không có các khuy?t t?t nh? g?, rãnh, v?t tr?y x??c, v.v. Ta c?n ??t m?u v?t li?u lên m?t bàn nâng, có th? ?i?u ch?nh ?? cao c?a m?u v?t li?u so v?i ??u lõm. Ta c?n ??m b?o r?ng m?u v?t li?u ???c c? ??nh ch?c ch?n trên bàn nâng, và không b? rung ??ng hay bi?n d?ng trong quá trình ?o.
  • B??c 2: Ch?n ??u lõm và t?i chính. Ta c?n ch?n m?t ??u lõm có hình d?ng và kích th??c phù h?p v?i lo?i v?t li?u m?u. Có hai lo?i ??u lõm chính là qu? bóng thép và brale kim c??ng. Qu? bóng thép th??ng ???c dùng cho các v?t li?u m?m h?n, có ?? c?ng th?p h?n. Brale kim c??ng th??ng ???c dùng cho các v?t li?u c?ng h?n, có ?? c?ng cao h?n. Ta c?n g?n ??u lõm vào m?t c?n ?o l?c nén, có th? áp d?ng các l?c nén khác nhau lên ??u lõm. Ta c?n ch?n m?t t?i chính, là m?t l?c nén l?n h?n, phù h?p v?i lo?i ??u lõm và v?t li?u m?u. T?i chính là t?ng c?a t?i tr??c, là m?t l?c nén nh?, và m?t l?c nén thêm, ph? thu?c vào lo?i ??u lõm và v?t li?u m?u. T?i chính s? t?o ra m?t v?t lõm trên b? m?t c?a v?t li?u m?u, và ???c s? d?ng ?? tính s? ?? c?ng Rockwell.
  • B??c 3: ??t ??u lõm lên b? m?t c?a v?t li?u m?u, và áp d?ng t?i tr??c. Ta c?n ??t ??u lõm lên b? m?t c?a v?t li?u m?u, và áp d?ng m?t l?c nén nh?, g?i là t?i tr??c, lên ??u lõm. T?i tr??c có tác d?ng gi? cho ??u lõm ? m?t v? trí ?n ??nh, và lo?i b? các ?nh h??ng c?a b? m?t v?t li?u m?u, nh? g?, rãnh, v?t tr?y x??c, v.v. T?i tr??c c?ng giúp ??m b?o r?ng ??u lõm ti?p xúc v?i b? m?t c?a v?t li?u m?u m?t cách ??u và th?ng góc. Ta c?n ?o ?? sâu mà ??u lõm ??t ???c khi có t?i tr??c, và ghi l?i giá tr? này là A. ?? sâu này th? hi?n v? trí ban ??u c?a ??u lõm trên b? m?t c?a v?t li?u m?u.
  • B??c 4: T?ng l?c nén lên t?i chính, và ?o ?? sâu c?a ??u lõm. Ta c?n t?ng l?c nén lên m?t giá tr? l?n h?n, g?i là t?i chính, lên ??u lõm. T?i chính là t?ng c?a t?i tr??c và m?t l?c nén thêm, ph? thu?c vào lo?i ??u lõm và v?t li?u m?u. T?i chính s? làm cho ??u lõm xuyên sâu h?n vào v?t li?u m?u, t?o ra m?t v?t lõm l?n h?n. Ta c?n ?o ?? sâu mà ??u lõm ??t ???c khi có t?i chính, và ghi l?i giá tr? này là B. ?? sâu này th? hi?n v? trí c?a ??u lõm khi có t?i chính trên b? m?t c?a v?t li?u m?u.
  • B??c 5: Gi?m l?c nén xu?ng t?i tr??c, và ?o ?? sâu c?a ??u lõm. Ta c?n gi?m l?c nén xu?ng b?ng v?i t?i tr??c, và gi? nguyên l?c nén này trong m?t kho?ng th?i gian nh?t ??nh. Lúc này, v?t li?u m?u s? có m?t ph?n ph?c h?i ?àn h?i, làm gi?m ?? sâu c?a ??u lõm. Ta c?n ?o ?? sâu mà ??u lõm ??t ???c sau khi ph?c h?i ?àn h?i, và ghi l?i giá tr? này là C. ?? sâu này th? hi?n v? trí cu?i cùng c?a ??u lõm trên b? m?t c?a v?t li?u m?u.
  • B??c 6: Tính ?? sâu hi?u d?ng c?a ??u lõm, và s? ?? c?ng Rockwell. Ta c?n tính ?? sâu hi?u d?ng c?a ??u lõm, b?ng cách tr? B cho A, và ghi l?i giá tr? này là D. ?? sâu này th? hi?n s? khác bi?t gi?a v? trí c?a ??u lõm khi ch? có t?i tr??c và khi có t?i chính. ?? sâu này ???c s? d?ng ?? tính s? ?? c?ng Rockwell, là m?t ch? s? ?o ?? c?ng c?a v?t li?u m?u. Ta c?n tính s? ?? c?ng Rockwell, b?ng cách s? d?ng m?t công th?c toán h?c, ph? thu?c vào lo?i ??u lõm và t?i chính. S? ?? c?ng Rockwell ???c bi?u th? b?ng m?t ký hi?u, g?m m?t ch? cái và m?t s?. Ch? cái th? hi?n lo?i ??u lõm, ví d? A, B, C, v.v. S? th? hi?n giá tr? ?? c?ng, ví d? 60, 70, 80, v.v. Ví d?, s? ?? c?ng Rockwell B60 có ngh?a là s? d?ng ??u lõm qu? bóng thép, và ?? c?ng c?a v?t li?u m?u là 60.
Máy ?o ?? c?ng là gì?

M?t s? l?u ý khi th?c hi?n ph??ng pháp ?o ?? c?ng Rockwell:

  • C?n ch?n ??u lõm và t?i chính phù h?p v?i lo?i v?t li?u m?u, ?? ??m b?o k?t qu? ?o chính xác và ?áng tin c?y. N?u ??u lõm quá nh? ho?c t?i chính quá l?n, s? làm h?ng v?t li?u m?u và ??u lõm. N?u ??u lõm quá l?n ho?c t?i chính quá nh?, s? không t?o ra ???c v?t lõm rõ ràng và d? ?o.
  • C?n ??m b?o r?ng v?t li?u m?u có ?? dày ?? l?n, ?? ??u lõm không xuyên qua v?t li?u m?u và gây ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o. ?? dày t?i thi?u c?a v?t li?u m?u ph? thu?c vào lo?i ??u lõm và t?i chính, nh?ng m?t quy t?c chung là ?? dày t?i thi?u ph?i b?ng ít nh?t 10 l?n ?? sâu hi?u d?ng c?a ??u lõm.
  • C?n ??m b?o r?ng v?t lõm không quá g?n v?i mép c?a v?t li?u m?u, ho?c v?i m?t v?t lõm khác, ?? tránh ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o. Kho?ng cách t?i thi?u gi?a v?t lõm và mép c?a v?t li?u m?u, ho?c gi?a hai v?t lõm, ph? thu?c vào lo?i ??u lõm và t?i chính, nh?ng m?t quy t?c chung là kho?ng cách t?i thi?u ph?i b?ng ít nh?t 3 l?n ???ng kính c?a v?t lõm.
  • C?n ??m b?o r?ng v?t li?u m?u có hình d?ng phù h?p ?? ??t lên bàn nâng, và ??u lõm có th? ti?p xúc v?i b? m?t c?a v?t li?u m?u m?t cách ??u và th?ng góc. N?u v?t li?u m?u có hình d?ng tr?, c?n s? d?ng m?t k?p ?? gi? v?t li?u m?u c? ??nh, và ??m b?o r?ng tr?c c?a v?t li?u m?u song song v?i tr?c c?a ??u lõm. N?u v?t li?u m?u có hình d?ng cong, c?n s? d?ng m?t ?? lót ?? gi?m b?t ?? cong c?a v?t li?u m?u, và ??m b?o r?ng b? m?t c?a v?t li?u m?u vuông góc v?i tr?c c?a ??u lõm.
  • C?n ??m b?o r?ng v?t li?u m?u không b? bi?n d?ng ho?c l?ch kh?i v? trí trong quá trình áp d?ng l?c nén. N?u v?t li?u m?u b? bi?n d?ng, s? làm thay ??i ?? sâu c?a ??u lõm, và ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o. N?u v?t li?u m?u b? l?ch kh?i v? trí, s? làm thay ??i góc ti?p xúc gi?a ??u lõm và b? m?t c?a v?t li?u m?u, và ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o. Các nguyên nhân có th? gây ra hi?n t??ng này là b?i b?n d??i v?t li?u m?u ho?c trên vít nâng, ho?c rung ??ng c?a máy ?o ?? c?ng.
  • C?n ??m b?o r?ng v?t li?u m?u không b? ?nh h??ng b?i các y?u t? ngo?i c?nh, nh? nhi?t ??, ?? ?m, áp su?t, v.v. Các y?u t? này có th? làm thay ??i ??c tính c? h?c c?a v?t li?u m?u, và ?nh h??ng ??n k?t qu? ?o. C?n l?u ý r?ng nhi?t ?? c?a v?t li?u m?u và ??u lõm ph?i cân b?ng v?i nhau, ?? tránh hi?n t??ng n? ho?c co do nhi?t c?a chúng. Ngoài ra, c?n tránh ?o ?? c?ng trên các v?t li?u m?u ?ã b? kh? cacbon do x? lý nhi?t, vì ?? c?ng c?a chúng s? không ph?n ánh ?úng ?? c?ng ban ??u c?a v?t li?u.

Hy v?ng thông tin trong bài vi?t ?ã giúp b?n bi?t ???c sâu h?n v? “?? c?ng là gì? Máy ?o ?? c?ng là gì?”.

Tags: , , , , , , , ,