Phương pháp đo độ cứng Vickers

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.

Phép kiểm tra độ cứng Vickers đã được phát triển năm 1921 bởi Robert L. Smith và George E. Sandland tại Vickers Ltd, là một sự thay thế cho phương pháp Brinell để đo độ cứng của vật liệu. 

Phương pháp đo độ cứng Vickers (HV)

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 hiển thị trên màn hình

Phương pháp đo độ cứng Vickers được thực hiện bằng cách ấn 1 mũi thử kim cương hình chóp 4 cạnh dưới tác dụng của 1 lực xác định vào vật liệu cần đo, mũi thử bằng kim cương sẽ tạo ra một vết lõm trên bề mặt vật liệu. Đơn vị của phương pháp: HV

• Cấu tạo mũi thử kim cương: Mũi hình chop 4 cạnh, có góc ở giữa 2 mặt chop đối diện nhau là 136o
• Lực tác dụng: 30N, 50N, 100N, 150N, 300N… tùy vào ứng dụng.

Cách tính giá trị độ cứng vật liệu dựa vào vết lõm trên bề mặt vật liệu:

Độ cứng Vickers được tính bằng F/S, tức lực F chia cho diện tích bề mặt vết lõm S. Diện tích bề mặt vết lõm S được tính theo chiều dài trung bình 2 đường chéo d1 và d2 của vết lõm S.

Giá trị độ cứng Vickers được tính theo công thức sau:

Trong đó:

• HV  : độ cứng Vickers
• F     : lực được sử dụng để kiểm tra (N)
• S     : diện tích bề mặt vết lõm (mm2)
• d     : chiều dài trung bình 2 đường chéo của vết lõm (mm)

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.

Ứng dụng của phương pháp

• Phương pháp đo độ cứng Vicker là Phương pháp đo độ cứng mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao nhất. Được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và trong các nghành công nghiệp.
• Chúng ta có thể sử dụng thiết bị đo độ cứng Vicker để đo độ cứng với độ chính xác cao cho tất cả các loại kim loại cứng và mềm như: sắt, thép, gang, đồng, nhôm, hợp kim các loại…
• Phương pháp đo độ cứng vicker rất thích hợp để sử dụng trong các trường hợp sau: đo độ cứng lớp xi mạ trên vật liệu, đo độ cứng các chi tiết cơ khí có kích thước nhỏ, đo độ cứng với độ chính xác cao.

Ưu điểm

• Mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao cho phép đo, dải đo rộng
• Chỉ dùng 1 đầu đo duy nhất để đo độ cứng cho tất cả các loại vật liệu, không cần thay thế đầu đo.
• Đo được độ cứng lớp xi mạ
• Đo được độ cứng các chi tiết rất nhỏ mà các phương pháp khác không để làm được

Nhược điểm

• Thời gian chuẩn bị mẫu và đo lâu, mẫu đo cần phải được mài phẳng trước khi đo.
• Giá thành máy đo độ cứng Vicker cao.
• Có thể cần trang bị thêm máy cắt mẫu và mài mẫu.

Các dòng máy đo độ cứng Vickers nổi bật

Dòng máy đo độ cứng AFFRI - Ý

Hãng AFFRI – Italia là một trong những người đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất máy đo độ cứng với hơn 65 năm kinh nghiệm

Thiết bị đo độ cứng Vicker và Knoop cao nhất của hãng với các tính năng và tải lực có thể thay đổi linh hoạt nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng của người dùng.

Đây là dòng thiết bị đo độ cứng Vickers trung bình, kiểm tra và xuất báo cáo tùy chọn bằng tay hoặc tự động, thích hợp sử dụng cho các nhà máy nhỏ lẻ sản xuất