Phương pháp đo độ cứng Brinell (HB) Phương pháp đo độ cứng Brinell là phương pháp lâu đời nhất và được ứng dụng khá phổ biến trong đo lường độ cứng vật liệu kim loại (thép, thép hợp kim, thép không rỉ, nhôm, đồng...). Nguyên lý phương pháp
Ứnng dụng, cách chọn đầu đo, lực đo cho các vật liệu: - Đường kính mũi đo phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo. Mẫu đo càng mỏng thì đường kính viên bi càng nhỏ. Đường kính mũi đo được tiêu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế là 10mm, 5mm, 2.5mm và 1mm. - Tải trọng đo trong phương pháp đo độ cứng Brinell cũng phụ thuộc vào vật liệu đo, nó tỷ lệ thuận với tỷ số L/D2 Tuy nhiên,
muốn kết quả đo được chính xác hơn ta nên chọn tải trọng sao cho tỷ lệ giữa đường kính vết lõm d và đường kính viên bi D nằm trong khoảng (0.2 - 0.6) - Tải phải được đặt chậm và có kiểm soát Dưới đây là bảng hướng dẫn để chọn đầu đo, lực đo trên các ứng dụng khác nhau của phương pháp đo độ cứng Brinell.
Ưu nhược điểm của phương pháp Brinell:
Ngày nay với nền khoa học và công nghệ phát triển, hãng AFFRI đã trang bị camera kỹ thuật số có thể phóng đại vết lõm lên nhiều lần, phân mềm để tính giá trị độ cứng mang lại độ chính xác cao nhất cho kết quả đo. Chỉ cần nhấn nút và sau đó kết quả độ cứng sẽ được hiển thị ngay trên màn hình. NGUYÊN LÝ ĐO ĐỘ CỨNG BRINELLNguyên lý đo độ cứng BrinellThang đo độ cứng Brinel được phát triển bởi kỹ sư người Thụy Điển Johan August Brinell. Nó được đề xuất vào năm 1900. Quá trình thử nghiệm được thực hiện bằng cách ép 1 đầu bi tròn lên trên bề mặt của mẫu bằng 1 lực chuẩn. Với tỷ lệ nhất định đường kính/lực sẽ tạo nên 1 vết lõm nhất định. Cách xác định độ cứng BrinellĐường kính đầu bi có thể là 10mm, 5mm, 2.5mm hay 1mm, lực ép có thể từ 6.25kgf đến 3000kgf. Lực ép P quan hệ với đường kính D theo tỷ lệ P/D2 (như 30:1; 15:1; 5:1; 2:1; 1.25:1; 1:1). Tỷ lệ này được chuẩn hóa cho các vật liệu khác nhau sao cho kết quả kiểm tra được chính xác và ổn định. Với vật liệu thép, tỷ lệ này là 30:1. Ví dụ 1 đầu bi 10mm có thể sử dụng với lực 3000kgf. Hoặc đầu bi 1mm có thể sử dụng lực 30kgf. Ví dụ hợp kim nhôm tỷ lệ này là 5:1. Quá trình gia lực được cố định trong 1 khoảng thời gian, thường là 30 giây. Khi đầu đo được rút lên người ta đo đường kính d1 và d2 của vết lõm. Người ta sử dụng 1 kính hiển có thước thước lưới bên trong đã được hiệu chuẩn để đo.  Các công tính độ cứng HBĐộ cứng Brinell (BHN) được tính bằng lực chia cho diện tích bề mặt của vết lõm.Trong đó:
Độ cứng Brinell đôi khi được tính bằng megapascal; số độ cứng Brinell được nhân với gia tốc do trọng lực, 9,80665 m/s2, để chuyển nó thành megapascal. BHN có thể được chuyển đổi thành Độ bền kéo giới hạn hay Giới hạn bền đứt (UTS – Ultimate Tensile Strength), mặc dù mối quan hệ phụ thuộc vào vật liệu và do đó được xác định theo kinh nghiệm. Mối quan hệ dựa trên chỉ số Meyer (n) từ định luật Meyer. Nếu chỉ số của Meyer nhỏ hơn 2,2 thì tỷ lệ của UTS với BHN là 0,36. Nếu chỉ số của Meyer lớn hơn 2,2, thì tỷ lệ này sẽ tăng lên. BHN được chỉ định bởi các tiêu chuẩn thử nghiệm được sử dụng phổ biến nhất (ASTM E10-14 và ISO 6506–1: 2005) là HBW (H là độ cứng, B là Brinell và W từ vật liệu của vật liệu là carbide vonfram (wolfram) ). Trong các tiêu chuẩn trước đây, HB hoặc HBS được sử dụng để chỉ các phép đo được thực hiện với các phép đo với bi bằng thép. HBW được tính theo cả hai tiêu chuẩn bằng cách sử dụng các đơn vị SI
Trong thực tế thông thường người ta sử dụng các bảng đặc biệt. Các bảng này cho ra giá trị độ cứng Brinell theo các tỷ lệ khác nhau của P/D2. Để đo đường kính của các vết lõm, người ta sử dụng kính hiển vi có độ phóng đại 20X hay 40X. Các lưu ý về thang đo BrinellHãy lưu ý rằng để thu được kết quả tốt trong việc xác định độ cứng Brinell, cần tuân thủ các quy tắc sau:
Thông thường, phương pháp này không được sử dụng để thử nghiệm vật liệu có độ cứng lớn hơn 450. Vì trong trường hợp này, kết quả thử nghiệm được đặc trưng bởi sự phân tán lớn. Lúc đó, người ta sử dụng thang đo Rockwell hoặc thang đo Vickers để thử nghiệm. Thang Rockwell sử dụng đầu kim cương hình nón.
|
