Thí nghiệm xác định độ cứng thép

1. Căn cứ tiêu chuẩn áp dụng

Thí nghiệm xác định độ cứng kim loại được thực hiện theo các tiêu chuẩn Việt Nam sau:

  • TCVN 256-1:2007 – Kim loại – Phương pháp thử độ cứng Rockwell.
  • TCVN 258-1:2007 – Kim loại – Phương pháp thử độ cứng Brinell.
  • TCVN 257-1:2007 – Kim loại – Phương pháp thử độ cứng Vickers.

Việc lựa chọn phương pháp thử phụ thuộc vào loại vật liệu, độ cứng dự kiến và yêu cầu kỹ thuật của công trình.


2. Mục đích thí nghiệm

  • Xác định độ cứng của kim loại và hợp kim
  • Đánh giá chất lượng vật liệu đầu vào
  • Kiểm tra sau xử lý nhiệt
  • Phục vụ công tác nghiệm thu, kiểm định

3. Thiết bị, dụng cụ

  • Máy thử độ cứng Rockwell / Brinell / Vickers
  • Mũi thử (bi thép, kim cương…) theo phương pháp
  • Kính hiển vi đo vết lõm (đối với Brinell, Vickers)
  • Mẫu thử đã gia công phẳng

Yêu cầu thiết bị:

  • Thiết bị được hiệu chuẩn định kỳ
  • Bề mặt mẫu nhẵn, sạch, không gỉ sét
  • Độ dày mẫu đủ theo quy định tiêu chuẩn

4. Chuẩn bị mẫu thử

  • Mẫu thử có bề mặt phẳng, nhẵn
  • Không có lớp phủ ảnh hưởng kết quả
  • Đảm bảo độ dày tối thiểu theo tiêu chuẩn
  • Khoảng cách giữa các vết thử và mép mẫu theo quy định

5. Trình tự thực hiện

5.1 Phương pháp Rockwell

  • Đặt mẫu lên bàn thử
  • Tác dụng tải sơ bộ
  • Tác dụng tải chính
  • Giữ tải trong thời gian quy định
  • Đọc trực tiếp giá trị độ cứng trên thang đo (HRC, HRB…)

5.2 Phương pháp Brinell

  • Tác dụng lực thử bằng bi thép
  • Giữ tải theo thời gian quy định
  • Đo đường kính vết lõm
  • Tính toán giá trị độ cứng HB

5.3 Phương pháp Vickers

  • Dùng mũi kim cương hình chóp tứ giác
  • Tác dụng tải thử
  • Đo hai đường chéo vết lõm
  • Tính độ cứng HV theo công thức tiêu chuẩn

6. Tính toán kết quả

6.1 Độ cứng Brinell (HB)

HB=2PπD(DD2d2)HB = \frac{2P}{\pi D (D – \sqrt{D^2 – d^2})}HB=πD(D−D2−d2​)2P​

Trong đó:

  • P – Lực thử (N)
  • D – Đường kính bi thử (mm)
  • d – Đường kính vết lõm (mm)

6.2 Độ cứng Vickers (HV)

HV=1.854Pd2HV = \frac{1.854P}{d^2}HV=d21.854P​

Trong đó:

  • P – Lực thử (N)
  • d – Trung bình hai đường chéo (mm)

(Rockwell được đọc trực tiếp trên máy thử.)


7. Báo cáo kết quả

Báo cáo thí nghiệm bao gồm:

  • Thông tin mẫu vật liệu
  • Phương pháp thử (Rockwell/Brinell/Vickers)
  • Tải trọng thử
  • Kết quả từng vị trí đo
  • Giá trị trung bình
  • Nhận xét và kết luận

8. Ứng dụng thực tế

Thí nghiệm độ cứng kim loại được sử dụng trong:

  • Kiểm tra thép kết cấu
  • Thép chế tạo máy
  • Bu lông cường độ cao
  • Vật liệu sau xử lý nhiệt
  • Công tác kiểm định chất lượng công trình
📞