Blog Cao su Việt: Phương Pháp Đo Độ Cứng VICKER

1/ Giới Thiệu:

Được phát minh vào những năm 1924 bởi những kỹ sư ở cty Vicker là Smith và Sandland, trong vương quốc Anh. Như là một thay thế cho phương pháp đo Brinell. Sử dụng dễ dàng hơn và là 1 tiêu chuẩn để đo độ cứng kim loại, đặt biệt những bề mặt vật liệu vô cùng cứng.
Phương pháp này được coi là độ cứng chuẩn trong nghiên cứu khoa học. Chủ yếu sử dụng tại các phòng thí nghiệm và nghiên cứu.

2/ Phương Pháp Đo:

Các tính toán của phương pháp thử Vicker không phụ thuộc kích cỡ của đầu thử. Đầu thử có thể sử dụng cho mọi loại vật liệu. Phép thử sử dụng một mũi thử kim cương hình chóp 4 cạnh có kích thước tiêu chuẩn, góc giữa các mặt phẳng đối diện là 136^o(±3^o)
Mũi thử được ấn vào vật liệu dưới tác dụng của các tải trọng 50N,100N, 200N, 300N, 500N, 1000N.
Sau khi cắt tải trọng, tiến hành đo đường chéo d của vết lõm, và tra theo bảng sẽ có trị số độ cứng Vickers (hoặc giá trị cho trên màn hình nếu dùng máy hiển thị số).
Độ cứng vickers tính bằng F/S. Lấy lực thử F chia cho diện tích bề mặt lõm S. Bề mặt lõm S được tính theo độ dài trung bình hai đường chéo d. Bề mặt lõm được tạo thành khi tác dụng một lực vào mẫu thử với mũi đột kim cương, hình chóp. Góc tạo giữa hai mặt đối nhau cùng đỉnh là


Hình dạng vết lõm trên mẫu thử

* Công thức tính độ cứng vicker:

Ví dụ: HV 100/30 – 500 : có nghĩa là trị số độ cứng Vicker là 500 đo với tải trọng thử là 100N và trong khoảng thời gian 30 giây.

Vicker có 2 dải lực, micro (10g - 1000g) và macro (1kG - 100kG). Trừ trường hợp lực kiểm tra dưới 200g, giá trị Vickers nói chung là độc lập tức là nếu vật liệu kiểm tra là đồng đều thì giá trị của Vickers sẽ là như nhau (Vickers như nhau khi dùng 500g và 50kG). Phương pháp kiểm tra Vickers được xác định theo các chuẩn bên dưới :

+ ISO 6507 - 1,2,3 – dải micro and macro.

+ ASTM E384 – dải lực micro - 10g đến 1kG.

+ ASTM E92 – dải lực macro - 1kG đến 100kG.

Quy ước tải trọng đo 30kG và thời gian đặt tải từ 10 đến 15s được xem là điều kiện tiêu chuẩn. Độ cứng đo ở điều kiện tiêu chuẩn chỉ cần ghi ngắn gọn là HV và số đo ví dụ HV500. Nếu đo ở các điều kiện khác thì phải ghi thêm các điều kiện đo, ví dụ HV_20/30500 tức là độ cứng Vickers khi đo với tải trọng 20kG và thời gian đặt tải trọng 30s là 500kG/mm²

3/ Tiêu chuẩn mẫu thử:

Phương pháp đo này được dùng để do độ cứng kim loại cứng cũng như mềm với chiều dày >0.2 mm.
Trong tiêu chuẩn qui định chiều dày mẫu thử không được nhỏ hơn 1,5 lần chiều dài đường chéo vết lõm với kim loại màu và 1,2 lần chiều dài đường chéo vết lõm với chi tiết bằng thép. Sau khi đo độ cứng không cho phép có vết biến dạng ở mặt sau mẫu thử. Khoảng cách giữa tâm hai vết lõm phải lớn hơn 2,5 chiều dài đường chéo vết lõm.
Nên đo với các tải sao cho chiều dài đường chéo vết lõm ≥0,1mm, bởi vì nếu nhỏ hơn thì kết quả đo kém chính xác
Khi xác định độ cứng của các chi tiết nhỏ, bằng kim loại mỏng, sợi hợp kim có thành phần cấu tạo đặc biệt, các lớp màng mỏng thấm nito hoặc xinua hóa, các lớp mạ phủ…người ta qui định độ cứng của các vùng nhỏ gọi là độ cứng tế vi. Để đo độ cứng của các vùng vật liệu nhỏ này, người ta dùng mũi thử kim cương có đáy vuông gá dưới kính hiển vi ( có độ khuếch đại 500x) ấn vào mẫu thử với tải trọng trong khoảng 0.05N tới 5N. chiều dài vết lõm được đo nhờ thị kính đo lường của kính hiển vi.
Tải trọng thử chọn sao cho đường chéo của vết lõm không được lớn hơn 2/3 chiều dày lớp phủ.

4/ Ưu - Nhược điểm:

Ưu điểm: