Bài Viết
Phương pháp đo độ cứng Brinell
Thông tin ứng dụng

Phương pháp đo độ cứng Brinell

Ngày 17-03-2022

Độ cứng là một thuộc tính cơ bản của vật liệu, thuật ngữ độ cứng phản ánh tính chịu uốn, mài mòn, trầy xước của vật. Cùng với sự phát triển của khoa học vật liệu đã có rất nhiều phương pháp đo độ cứng ra đời. Bài viết này chúng tôi xin giới thiệu một số phương pháp đo độ cứng thường được biết đến, đặc biệt ứng dụng cho lĩnh vực vật liệu kim loại.

Ngày nay, các phương pháp đo độ cứng thường sử dụng một đầu thử (có hình dạng đặc biệt và có độ cứng hơn mẫu đo) ấn tác động lên bề mặt mẫu thử. Theo đó trị số độ cứng được tính toán trên cơ sở lực tác động và độ sâu hoặc kích cỡ của vết lõm.

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 lĩnh vực cơ khí cho đến ngày nay.

Nguyên lý phương pháp:

Phương pháp đo độ cứng Brinell

Độ cứng Brinell được xác định bằng cách nhấn một khối cầu băng thép hoặc carbide với đường kính D xác định với một lực F cho trước trong một khoảng thời gian lên bề 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 đây, ta có thể tính được độ cứng HB của vật liệu theo công thức sau:

Công thức tình toán độ cứng Brinell (BHN)

Ứng 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)
  • Thời gian đặt tải: ảnh hưởng đến kết quả đo nên phải được chọn phù hợp
  • Tải phải được đặt chậm và có kiểm soát
  • Thời gian đặt tải thông thường khoảng 10-30 giây cho phép biến dạng đàn hồi

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.

Biểu tượngĐầu đoLực tác dụng NCác ứng dụng
HBW 2.5/187.5 1839Steel, cast iron
HBWT 30 C 1839Steel, cast iron (direct reading) above 500 HB, below 400 HB
HBWT 30 S 1839Steel, cast iron (direct reading) above 500 HB, below 400 HB
HBW 2.5/62.52.5 Carbide ball612.9Aluminum
HBT 102.5 Carbide ball612.9Aluminum
HBW 5/1255 Carbide ball1226Aluminum
HBWT 55 Carbide ball1226Aluminum (direct reading) above 500 HB, below 400 HB
HBW 1/101 Carbide ball98.07Cast iron, copper alloys

Ưu nhược điểm của phương pháp Brinell:

Ưu điểmNhược điểm
  • Phạm vi đo tương đối rộng
  • Thử đơn giãn, nhanh chóng, quá trình chuẩn bị mẫu không quá phức tạp và giá thành tương đối rẻ.
  • Độ chính xác khá cao
  • Có thể xác định được độ bền kéo của vật liệu thông qua độ cứng (một số nguyên tố).
  • Vết đo làm biến cứng vật liệu
  • Không thích hợp cho vật liệu mỏng, mạ phủ, vật liệu quá cứng, các bề mặt cong và các vật liệu nhỏ.
  • Chỉ đo chính xác với các vật liệu có độ dày trên 4mm
  • Kết quả đo chịu ảnh hưởng bởi người vận hành

Các dòng máy đo độ cứng Brinell nổi bật

Dòng máy đo độ cứng AFFRI - Ý

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, phần 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.

Máy đo Độ Cứng AFFRI - MRS Jet 3000
Máy đo Độ Cứng AFFRI - MRS Jet 3000

Máy đo độ cứng tự động, có thể lắp đặt trên dây truyền sản xuất với tốc độ kiểm tra nhanh bằng phương pháp Brinell HBWT, tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM, ISO và JIS.

Máy đo Độ Cứng AFFRI - INTEGRAL 1
Máy đo Độ Cứng AFFRI - INTEGRAL 1

Dòng thiết bị kiểm tra độ cứng theo phương pháp đo Brinell cao cấp, đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn về đo đọ cứng theo phương pháp Brinell.