Khả năng của vật liệu kim loại để chống lại sự thụt của bề mặt bằng các vật cứng được gọi là độ cứng. Theo các phương pháp thử nghiệm và phạm vi ứng dụng khác nhau, độ cứng có thể được chia thành độ cứng của Brinell, độ cứng của Rockwell, độ cứng của Vickers, độ cứng trên bờ, độ cứng và độ cứng nhiệt độ cao. Có ba độ cứng thường được sử dụng cho các đường ống: Brinell, Rockwell và Vickers độ cứng.
A. Độ cứng của Brinell (HB)
Sử dụng một quả bóng thép hoặc quả bóng cacbua có đường kính nhất định để ấn vào bề mặt mẫu với lực kiểm tra được chỉ định (F). Sau thời gian giữ được chỉ định, loại bỏ lực kiểm tra và đo đường kính thụt (L) trên bề mặt mẫu. Giá trị độ cứng của Brinell là thương số thu được bằng cách chia lực kiểm tra cho diện tích bề mặt của hình cầu thụt. Thể hiện bằng HBS (bóng thép), đơn vị là N/mm2 (MPa).
Công thức tính toán là:
Trong công thức: F, lực thử nghiệm được ép vào bề mặt của mẫu kim loại, n;
Diameter của bóng thép để kiểm tra, mm;
Đường kính trung bình D của vết lõm, mm.
Việc đo độ cứng của Brinell chính xác và đáng tin cậy hơn, nhưng nhìn chung HBS chỉ phù hợp với các vật liệu kim loại dưới 450N/mm2 (MPa), và không phù hợp với các tấm thép cứng hoặc mỏng hơn. Trong số các tiêu chuẩn ống thép, độ cứng của Brinell được sử dụng rộng rãi nhất. Đường kính thụt D thường được sử dụng để thể hiện độ cứng của vật liệu, vừa trực quan và thuận tiện.
Ví dụ: 120hbs10/1000130: Điều đó có nghĩa là giá trị độ cứng Brinell được đo bằng cách sử dụng quả bóng thép đường kính 10 mm dưới lực thử nghiệm 1000kgf (9.807kN) trong 30 giây (giây) là 120N/mm2 (MPa).
B. Độ cứng của Rockwell (HR)
Bài kiểm tra độ cứng của Rockwell, giống như bài kiểm tra độ cứng của Brinell, là một phương pháp kiểm tra thụt. Sự khác biệt là nó đo độ sâu của vết lõm. Đó là, theo tác động tuần tự của lực thử nghiệm ban đầu (FO) và tổng lực kiểm tra (F), người trong (hình nón hoặc quả bóng thép của nhà máy thép) được ép vào bề mặt của mẫu. Sau thời gian giữ được chỉ định, lực chính được loại bỏ. Lực kiểm tra, sử dụng mức tăng độ sâu thụt dư được đo (E) để tính giá trị độ cứng. Giá trị của nó là một số ẩn danh, được biểu thị bằng HR ký hiệu và các thang đo được sử dụng bao gồm 9 thang đo, bao gồm A, B, C, D, E, F, G, H và K. Trong số đó, các thang đo thường được sử dụng để kiểm tra độ cứng của thép thường là A, B và C, cụ thể là HRA, HRB và HRC.
Giá trị độ cứng được tính bằng công thức sau:
Khi kiểm tra với thang đo A và C, HR = 100-E
Khi kiểm tra với tỷ lệ B, HR = 130-E
Trong công thức, E - Tăng độ sâu thụt dư được biểu thị trong đơn vị được chỉ định là 0,002mm, nghĩa là, khi độ dịch chuyển trục của bên trong là một đơn vị (0,002mm), nó tương đương với sự thay đổi độ cứng của Rockwell theo một số. Giá trị E càng lớn, độ cứng của kim loại càng thấp và ngược lại.
Phạm vi áp dụng của ba thang đo trên như sau:
HRA (Indenter hình nón kim cương) 20-88
HRC (Indenter hình nón kim cương) 20-70
HRB (Đường kính 1,588mm interer bóng) 20-100
Kiểm tra độ cứng của Rockwell là một phương pháp được sử dụng rộng rãi hiện nay, trong đó HRC được sử dụng trong các tiêu chuẩn ống thép chỉ thứ hai sau độ cứng của Brinell HB. Độ cứng của Rockwell có thể được sử dụng để đo vật liệu kim loại từ cực kỳ mềm đến cực kỳ cứng. Nó bù cho những thiếu sót của phương pháp Brinell. Nó đơn giản hơn phương pháp Brinell và giá trị độ cứng có thể được đọc trực tiếp từ mặt số của máy cứng. Tuy nhiên, do vết lõm nhỏ của nó, giá trị độ cứng không chính xác như phương pháp Brinell.
C. Độ cứng của Vickers (HV)
Bài kiểm tra độ cứng của Vickers cũng là một phương pháp kiểm tra thụt. Nó nhấn một vết lõm kim cương hình chóp vuông với góc bao gồm 1360 giữa các bề mặt đối diện vào bề mặt thử nghiệm ở lực thử nghiệm được chọn (F) và loại bỏ nó sau thời gian giữ được chỉ định. Lực, đo chiều dài của hai đường chéo của thụt.
Giá trị độ cứng của Vickers là thương số của lực kiểm tra chia cho diện tích bề mặt thụt. Công thức tính toán của nó là:
Trong công thức: biểu tượng độ cứng HV HV Vickers, N/MM2 (MPA);
Lực lượng fest f, n;
DTHER Giá trị trung bình số học của hai đường chéo của thụt, mm.
Lực thử F được sử dụng trong độ cứng của Vickers là 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) kgf (n) và sáu cấp độ khác. Giá trị độ cứng có thể được đo phạm vi là 5 ~ 1000HV.
Ví dụ về phương pháp biểu thức: 640HV30/20 có nghĩa là giá trị độ cứng của Vickers được đo bằng lực kiểm tra 30HgF (294,2N) trong 20 giây (giây) là 640N/mm2 (MPa).
Phương pháp độ cứng của Vickers có thể được sử dụng để xác định độ cứng của các vật liệu kim loại rất mỏng và các lớp bề mặt. Nó có những lợi thế chính của các phương pháp Brinell và Rockwell và khắc phục những thiếu sót cơ bản của chúng, nhưng nó không đơn giản như Phương pháp Rockwell. Phương pháp Vickers hiếm khi được sử dụng trong các tiêu chuẩn ống thép.
Thời gian đăng: Tháng 4 năm 03-2024