ĐỘ CỨNG BRINELL – PHƯƠNG PHÁP ĐO
1/ Giới Thiệu:
Đây là phương pháp kiểm tra độ cứng lâu đời nhất được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật cơ khí ngày nay. Được phát minh bởi kỹ sư người Thụy Điển tên là Johan August Brinell vào tháng 8 năm 1900. Phương pháp này được sử dụng rộng rải và tiêu chuẩn hóa về kiểm tra độ cứng trong kỹ thuật và luyện kim.
2/ Phương Pháp Thử:
Mũi thử trong phương pháp đo này là bi thép có đường kính 10mm với lực ấn 3000kg ấn lõm vào bề mặt kim loại. Đối với các kim loại mềm, lực ấn sẽ được giảm xuống 500kg, và đối với các kim loại cực cứng, sẽ sử dụng đến bi thử Cardbide Tungsten để giám thiếu biến dạng đầu thử.
Độ cứng Brinell được xác định bằng cách nhấn một khối cầu bằng thép cứng hoặc cacbit có đường kính D xác định dưới một tải trọng P cho trước, trong khoảng thời gian nhất định, bi thép sẽ lún sâu vào mẫu thử.
Trong phương pháp này, trị số độ cứng gọi là HB đươc xác định bằng áp lực trung bình, biểu thị bằng Newton trên 1 mm2 diện tích mặt cầu do vết lõm để lại, độ cứng được tính theo công thức:
Phương Pháp Đo BRINELL
Trong đó :
F – áp lực ấn vuông góc với mặt mẫu thử và được qui định theo tiêu chuẩn
D – đường kính bi đo (mm)
Di – đường kính vết lõm (mm)
* Như vậy: Người ta đo đường kính vết lõm bằng những dụng cụ chuyên dùng, với đường kính viên bi và áp lực ấn xuống cho trước mà ta biết được độ cứng HB.
Hiện nay còn dùng đơn vị đo là Mpa với giá trị 1Mpa = 0,10196 KG/mm2
Nếu dùng máy hiển thị số thì kết quả cho ngay trên màn hình. Đường kính viên bi phụ thuộc vào chiều dày vật đo. Vật đo càng mỏng thì đường kính viên bi càng nhỏ. Đường kính bi đo được tiêu chuẩn hóa, theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) : 10mm; 5mm; 2,5mm; và 1mm. Tải trọng P cũng có một số xác định.
Tải trọng đo phụ thuộc vào vật liệu đo, nó tỉ lệ thuận với tỷ số F/D2. Thực tế được quy định như sau :
+ Thép vá Gang : 30
+ Hợp kim đồng : 10
+ Hợp kim ổ trượt : 2,5
+ Thiết, chì và hợp kim : 1
Tuy nhiên, muốn kết quả đo được chính xác hơn ta nên chọn tải trọng sao cho đường kính vết lõm Di tạo nên nằm trong khoảng (0,2 – 0,6)D
Thời gian tác dụng tải trọng cũng ảnh hưởng đến kết quả đo nên cũng chọn cho phù hợp. Thời gian này phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu đo. Thời gian cài đặt tải càng tăng nếu nhiệt độ chảy của vật liệu càng thấp. Thông thường có thể chọn như sau :
+ Với kim loại đen và hợp kim đen :
HB = 140 ÷ 450 chọn 10s
HB < 140 chọn 30s
+ Với kim loại màu và hợp kim màu :
HB = 31,8 ÷ 130 chọn 30s
HB = 8 ÷ 35 chọn 60s
(còn tiếp..)