Giới thiệu phương pháp đo độ cứng Rockwell
| Phép đo Rockwell |
Khái niệm phương pháp đo độ cứng Rockwell được giáo sư người Viennese tên là Ludwig đưa ra và những năm 1908, về phép đo độ cứng thông qua chiều sâu vi phân. Dựa vào những khái niệm cơ bản trên, hai nhà khoa học Hugh M Rockwell (1890-1957) và Stanley P Rockwell (1886-1940) đã tìm ra phương pháp thử độ cứng Rockwell, hai ông này nhận được bằng sáng chế vào ngày 15/07/1914, từ đó khái niệm độ cứng Rockwell được sử dụng phổ biến trong ngành khoa học vật liệu. Phương pháp đo độ cứng Rockwell giúp xác định nhanh hiệu quả của quá trình nhiệt luyện trong kỹ thuật.
Nguyên lý đo độ cứng Rockwell
|
Các loại mũi đo Rockwell |
– Độ cứng được xác định bằng cách ta tác dụng lên viên bi hoặc mũi kim cương hai lực ấn nối tiếp, lực ban đầu là 100N (gọi là lực sơ cấp), lực tiếp theo là 600N hoặc 1000N hoặc 1500N (gọi là lực thứ cấp) tùy theo thang chia.
– Quy trình đo độ cứng bằng phương pháp Rockwell theo sơ đồ hình dưới, cơ bản như sau: ta tác động đầu thử vào vật mẫu với một lực tối thiểu, thường là 10kgf hoặc 30kgf nếu vật liệu mềm. Khi đạt độ cân bằng, thiết bị đo sẽ ghi lại giá trị xác định (theo dõi dịch chuyển đầu đo và các phản hồi về thay đổi chiều sâu tác động của đầu đo. Tiếp đến, trong khi vẫn duy trì lực tác động tối thiểu, ta tác động thêm một lực tối đa. Các quá trình đo này được thực hiện trên máy đo độ cứng hoàn toàn tự động.
– Khi đạt được độ cân bằng, thôi tác dụng lực tối đa nhưng vẫn duy trì lực tối thiểu ban đầu. Khi lực tối đa được thu về, độ sâu vết lõm trên bề mặt vật thử sẽ được phục hồi một phần. Độ Sâu vết lõm còn lại (kết quả của phát và thu lực tối đa) được sử dụng để tính toán độ cứng Rockwell.
Phương pháp đo độ cứng Rockwell |
– Độ cứng Rockwell được xác định theo một đại lượng quy ước, không có thứ nguyên, phụ thuộc vào chiều sâu vết lõm. Chiều sâu càng lớn thì độ cứng càng nhỏ và ngược lại.
– Lực tác dụng ban đầu (lực sơ cấp) L1, mũi đo lún sâu vào vật liệu 1 đoạn h, Tiếp theo ta tác dụng 1 lực (lực thứ cấp) L2, mũi đo lún sâu vào vật liệu đoạn h2. Chênh lệch hai lần thử là h – đặc trưng cho độ cứng vật liệu thử.
– Đơn vị đo độ cứng Rockwell có kí hiệu: HR, một đơn vị HR tương ứng với độ lún bằng 0.002mm.
– Độ cứng Rockwell được biểu diễn bởi một đại lượng quy ước phụ thuộc vào chiều sâu h của vết lõm và xác định theo công thức:
Trong đó:
+ k: là hằng số (dùng bi k = 130, dùng mũi kim cương thì k = 100)
+ e: là giá trị một độ chia của e. Đối với độ cứng e = 0.002mm. Đối với đo mềm hay còn gọi là độ cứng bề mặt e = 0.001mm
+ 0.002 hay 0.001 là giá trị của vạch chia đồng hồ hay khi ấn mũi đo sâu thêm 0.002mm hay 0.001mm thì kim đồng hồ dịch chuyển một vạch.
+ h: là hiệu độ sâu hai lần ấn (mm)
– Có nhiều thang đo độ cứng Rockwell, kí hiệu là RA, RB, RC,… tùy thuộc vào loại và kích thước đầu đo cũng như giá trị lực tác dụng được sử dụng.
– Sử dụng nhiều loại mũi đo với vật liệu và hình dáng khác nhau
Thang đo độ cứng Rockwell Thường
Thang đo độ cứng Rockwell bề mặt
 |
| Quy trình đo độ cứng Rockwell |
Công thức tính độ cứng Rockwell
 |
|||||
| Công thức tính độ cứng rockwell |
Ứng dụng đo độ cứng Rockwell
– Trên các dòng máy đo độ cứng hiện nay đều có hệ thống chuyển đổi sang các thang đo khác nhau. Ví dụ trên các dòng máy đo độ cứng Rockwell hãng Wilson Hardness có hệ thống chuyển đổi thang đo tự động từ thang đo Rockwell sang thang đo Vickers, Knoop, Brinell với độ chính xác rất cao.
Ưu & Nhược điểm phương pháp đo độ cứng Rockwell
|
Ưu điểm:
|
Nhược điểm:
|
|
– Không cần hệ thống quang học
– Nhanh chóng và dễ dàng
– Không phụ thuộc vào người vận hành
– Ít bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt
|
– Nhiều thang đo khác nhau với mũi đo và tải trong khác nhau
|
Các dòng máy đo độ cứng Rockwell của hãng Wilson Hardness
