Các phương pháp đo độ cứng vật liệu Vickers, Rockwell và Brinell

Máy đo độ cứng giúp bạn đánh giá được chất lượng của vật liệu. Có ba phương pháp đo độ cứng cơ bản, bao gồm: phương pháp đo độ cứng Vickers, độ cứng Rockwell, độ cứng Brinell. Mỗi một phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Hãy cùng chúng tôi so sánh 3 phương pháp này thông qua bài viết dưới đây nhé!

Phương pháp đo độ cứng Vicker (HV)

Phương pháp đo độ cứng Vicker có đơn vị đo là HV. Đây là cách đo độ cứng tế vi, chuyên dùng để đo các chi tiết nhỏ và mỏng, với độ sâu vết lõm nhỏ. Máy đo độ cứng Vicker thường được dùng để đo các bề mặt vật liệu mạ phủ.

Phương pháp đo độ cứng Vicker 

Cách thực hiện như sau: ấn 1 mũi thử kim cương hình chóp 4 cạnh dưới tác dụng của 1 lực xác định vào vật liệu cần đo. Mũi thử sẽ tạo ra một vết lõm trên bề mặt vật liệu. Trong đó: 

• Mũi thử kim cương thường có hình chóp 4 cạnh, có góc ở giữa 2 mặt chop đối diện nhau là 136 độ. 

• Lực tác động lên vật liệu từ 30N, 50N, 100N, 150N, 300N… tùy vào ứng dụng.

Độ cứng Vicker được tính bằng F/S, tức lực F chia cho diện tích bề mặt vết lõm S. Diện tích bề mặt vết lõm S được tính theo chiều dài trung bình 2 đường chéo d1 và d2 của vết lõm S.

Máy đo độ cứng Vicker 

Ưu điểm của phương pháp đo độ cứng Vicker

• Phương pháp đo độ cứng Vicker có dải đo rộng, độ chính xác và độ tin cậy cao.

• Máy đo độ cứng ứng dụng phương pháp Vicker chỉ dùng 1 đầu đo duy nhất để đo độ cứng cho tất cả các loại vật liệu. Người dùng không cần thay thế đầu đo khi làm việc với các loại vật liệu khác nhau. Từ đó, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho người dùng.

• Phương pháp Vicker đo được độ cứng lớp xi mạ. Đặc biệt, phương pháp này còn đo được độ cứng các chi tiết rất nhỏ mà các phương pháp khác không làm được.

Nhược điểm của phương pháp đo độ cứng Vicker

• Thời gian chuẩn bị mẫu và quá trình đo độ cứng theo phương pháp Vicker khá lâu. 

• Mẫu vật cần đo phải mài phẳng trước khi đo. Do đó, người dùng cần dùng thêm máy cắt mẫu và mài mẫu.

• Giá máy đo độ cứng Vicker cao.

Độ cứng Rockwell và phương pháp đo

Để hiểu được phương pháp đo độ cứng Rockwell, chúng ta cần hiểu được độ cứng Rockwell (HR) là gì? Rockwell là phương pháp đo nhanh được ứng dụng trong việc kiểm soát sản xuất và đọc kết quả trực tiếp. 

Phương pháp đo độ cứng Rockwell

Độ cứng Rockwell được tính bằng cách đo chiều sâu của vết lõm. Sau khi mũi đo tác động vào vật liệu mẫu ở một tải nhất định. Phần mũi đo đầu vào thường là một viên kim cương hình nón hoặc đầu bi Carbide. 

Phương pháp đo độ cứng Rockwell là đo độ sâu vết lõm cố định được tạo ra bởi một lực trên đầu đo. Trước tiên, một lực thử nghiệm sơ bộ sẽ xuyên qua bề mặt kim loại để giảm tác động của lớp vỏ bề mặt. Sau khi giữ lực thử sơ bộ cho một khoảng thời gian dừng xác định. Độ sâu đường cơ sở của vết lõm đã được đo.

Độ cứng Rockwell được xác định theo một đại lượng quy ước chứ không có thứ nguyên. Nó phụ thuộc vào chiều sâu vết lõm. Chiều sâu càng lớn thì độ cứng càng nhỏ là ngược lại. Tùy vào lực tác dụng mà độ cứng Rockwell được chia thành 3 thang tương ứng là A, B, C. 

Xem thêm: Độ cứng của kim loại là gì? Thang đo độ cứng kim loại

Máy đo độ cứng Rockwell

Ưu điểm của phương pháp đo độ cứng Rockwell

• Khi thực hiện phương pháp Rockwell, không cần hệ thống quang học.

• Thời gian đo nhanh chóng và cách đo dễ dàng.

• Không phụ thuộc vào người vận hành

• Máy đo độ cứng Rockwell ít bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt.

• Máy có ứng dụng rộng, được dùng cho nhiều chi tiết của các vật liệu có kích thước và hình dạng khác nhau.

Nhược điểm của phương pháp đo độ cứng Rockwell

Tuy nhiên, máy đo độ cứng Rockwell có nhiều thang đo khác nhau với mũi đo và tải trong khác nhau. Khi làm việc, bạn cần chọn thang đo phù hợp với vật liệu. 

Phương pháp đo độ cứng Brinell

Phương pháp đo độ cứng Brinell có tuổi đời cao nhất trong các phương pháp trên. Độ cứng Brinell được xác định bằng cách nhấn một khối cầu bằng thép/thép cacbon cứng với đường kính D xác định với một lực F cho trước trong một khoảng thời gian lên về mặt vật liệu cần đo. Bi thép sẽ lún vào và tạo ra một vết lõm có đường kính Di trên bề mặt vật liệu. Từ đó, ta sẽ tính được độ cứng Brinell của vật liệu.

Phương pháp đo độ cứng Brinell

Ưu điểm của phương pháp đo độ cứng Brinell

• Phương pháp đo độ cứng Brinell có phạm vi đo tương đối rộng, độ chính xác khá cao.

• Cách đo đơn giản, dễ dàng, việc chuẩn bị mẫu không quá phức tạp.

• Giá máy đo độ cứng Brinell tương đối rẻ.

• Máy có thể xác định được độ bền kéo của vật liệu thông qua độ cứng (một số vật liệu).

Máy đo độ cứng Brinell

Nhược điểm của phương pháp đo độ cứng Brinell

• Vết đo của phương pháp Brinell có thể làm biến cứng vật liệu.

• Máy chỉ đo chính xác với các vật liệu có độ dày trên 4mm. Do đó, phương pháp Brinell không phù hợp đo vật liệu mỏng, mạ phủ, vật liệu quá cứng, các bề mặt cong và các vật liệu nhỏ.

• Kết quả đo chịu ảnh hưởng bởi người vận hành.

So sánh 3 phương pháp đo độ cứng Vicker, Rockwell và Brinell

Để hiểu hơn về 3 phương pháp đo độ cứng Vicker, Rockwell và Brinell, mời bạn tham khảo bảng so sánh dưới đây:

Bài viết đã giúp bạn so sánh 3 phương pháp đo độ cứng Vicker, Rockwell và Brinell cụ thể, chi tiết. Hy vọng thông tin này sẽ hữu ích với bạn. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng máy đo độ cứng chính hãng, giá rẻ, vui lòng truy cập các website Maydochuyendung.com hoặc liên hệ HOTLINE Hà Nội: 0904 810 817 - TP.HCM: 0979 244 335 để được tư vấn ngay nhé!