Người thử nghiệm độ cứng được sử dụng rộng rãi để đánh giá độ cứng của kim loại và các vật liệu khác. Các công cụ này đo lường điện trở của vật liệu để thụt vào, gãi hoặc uốn cong dưới một tải cụ thể. Độ cứng của vật liệu là một đặc tính quan trọng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất, độ bền và tính phù hợp của nó cho một ứng dụng cụ thể.

Có một số loại thử nghiệm độ cứng có sẵn, mỗi loại có phương pháp thử nghiệm và ứng dụng riêng. Một số loại thử nghiệm độ cứng phổ biến nhất bao gồm Rockwell, Brinell, Vickers và Shore Testers.

Những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng trong một loạt các ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, xây dựng và kiểm soát chất lượng. Chúng được sử dụng để đảm bảo rằng các vật liệu đáp ứng các yêu cầu độ cứng cụ thể, để so sánh độ cứng của các vật liệu khác nhau và để đánh giá tình trạng của vật liệu theo thời gian.

Ngoài các ứng dụng công nghiệp của họ, những người thử nghiệm độ cứng cũng được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển để nghiên cứu các tính chất của vật liệu và để phát triển các vật liệu mới với các đặc điểm độ cứng cụ thể.

Làm thế nào để một người kiểm tra độ cứng hoạt động

Một thử nghiệm độ cứng là một thiết bị được sử dụng để đo độ cứng của vật liệu, thường là kim loại và hợp kim. Có một số phương pháp và loại thử nghiệm độ cứng, nhưng tất cả đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc cơ bản để đo điện trở của vật liệu đối với biến dạng dưới một tải trọng hoặc thụt cụ thể.

Đây là một tổng quan chung về cách thức hoạt động của một người kiểm tra độ cứng:

Chuẩn bị mẫu: vật liệu cần kiểm tra thường ở dạng mẫu hoặc mẫu vật nhỏ. Bề mặt của mẫu nên được làm sạch và, nếu cần thiết, được đánh bóng để loại bỏ bất kỳ quá trình oxy hóa, bụi bẩn hoặc bề mặt không đều. Điều này đảm bảo rằng phép đo độ cứng được thực hiện trên một bề mặt sạch và đại diện.

Áp dụng tải: Trình kiểm tra độ cứng áp dụng một tải trọng hoặc lực cụ thể cho một bên trong, là một vật thể nhỏ, cứng với hình học đã biết, chẳng hạn như một viên kim cương hoặc bóng thép cứng hoặc hình nón. Người trong lớp được ép vào bề mặt của vật liệu trong các điều kiện được kiểm soát, chẳng hạn như tốc độ tải không đổi và thời gian dừng.

Đo điểm thụt: Sau khi tải được loại bỏ hoặc thời gian thử nghiệm được xác định trước được hoàn thành, độ sâu hoặc kích thước của thụt lề còn lại của người bên được đo. Việc đo lường có thể được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau, chẳng hạn như kính hiển vi quang học, cảm biến điện tử hoặc đồng hồ đo độ sâu cơ học, tùy thuộc vào loại thử nghiệm độ cứng.

Tính toán độ cứng: Giá trị độ cứng được tính dựa trên độ sâu hoặc kích thước của thụt lề và tải trọng được áp dụng. Các thang đo độ cứng và đơn vị khác nhau được sử dụng, chẳng hạn như Rockwell, Brinell, Vickers, Knoop hoặc Shore, tùy thuộc vào loại thử nghiệm độ cứng và vật liệu đang được kiểm tra.

Kết quả phiên dịch: Giá trị độ cứng thu được từ thử nghiệm có thể được sử dụng để đánh giá các thuộc tính của vật liệu, chẳng hạn như sức mạnh, khả năng chống mài mòn hoặc sự phù hợp cho một ứng dụng cụ thể. Giá trị độ cứng cũng có thể được so sánh với các thông số kỹ thuật, tiêu chuẩn hoặc các mẫu khác để đánh giá chất lượng hoặc tính nhất quán của vật liệu.

Các loại người kiểm tra độ cứng

Có một số loại người thử nghiệm độ cứng, mỗi loại có phương pháp thử nghiệm và ứng dụng riêng. Một số loại thử nghiệm độ cứng phổ biến nhất bao gồm:

Người kiểm tra độ cứng của Rockwell: Người thử nghiệm độ cứng Rockwell là một trong những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng rộng rãi nhất. Nó đo độ sâu thâm nhập của một thụt vào một tải lớn so với sự thâm nhập được thực hiện bởi một tải nhỏ sơ bộ. Thang đo Rockwell sử dụng các bộ phận và kết hợp tải khác nhau để kiểm tra một loạt các vật liệu.

Máy kiểm tra độ cứng của Brinell: Máy kiểm tra độ cứng của Brinell sử dụng một thốt bóng bằng thép cứng hoặc vonfram, được ép vào vật liệu dưới một tải cụ thể. Đường kính của vết lõm được đo và sử dụng để tính toán số độ cứng của Brinell (BHN). Phương pháp này phù hợp để thử nghiệm các mẫu lớn và thô.

Máy kiểm tra độ cứng của Vickers: Người kiểm tra độ cứng của Vickers sử dụng một bộ kim tự kim kim cương, được ép vào vật liệu dưới một tải cụ thể. Kích thước của vết lõm được đo và sử dụng để tính toán số độ cứng Vickers (HV). Phương pháp này phù hợp để thử nghiệm các mẫu nhỏ và mỏng.

Knoop Hardness Tester: Người kiểm tra độ cứng Knoop sử dụng một người trong kim cương với hình dạng kim tự tháp thon dài. Đầu thụt được nhấn vào vật liệu dưới một tải cụ thể và đường chéo dài của thụt được đo để tính toán số độ cứng knoop (HK). Phương pháp này phù hợp để thử nghiệm vật liệu giòn và lớp phủ mỏng.

Máy kiểm tra độ cứng trên bờ: Máy kiểm tra độ cứng bờ được sử dụng để đo độ cứng của vật liệu đàn hồi, như cao su và nhựa. Nó sử dụng một thụt vào lò xo được ép vào vật liệu, và độ cứng được đo dựa trên độ sâu thâm nhập.

Máy kiểm tra độ cứng của Leeb Rebound: Máy kiểm tra độ cứng của LeeB là một thiết bị thử nghiệm di động, không phá hủy, đo độ cứng của vật liệu bằng cách tính toán vận tốc phục hồi của một quả bóng cacbua vonfram sau khi nó tác động đến bề mặt của vật liệu. Thiết bị thường được sử dụng để kiểm tra các thành phần lớn, nặng như đúc, rèn và mối hàn.

MOHS Hardness Tester: Máy kiểm tra độ cứng MoHS là một công cụ đơn giản và rẻ tiền được sử dụng để đo độ cứng của khoáng chất. Nó bao gồm một tập hợp mười khoáng chất tham chiếu với các giá trị độ cứng đã biết, được sử dụng để làm trầy xước vật liệu đang được kiểm tra. Độ cứng được xác định bằng cách so sánh các vết trầy xước được thực hiện bởi các khoáng chất tham chiếu với vật liệu đang được kiểm tra.

Mỗi loại người kiểm tra độ cứng có những ưu điểm và hạn chế riêng, và việc lựa chọn người kiểm tra phụ thuộc vào vật liệu đang được kiểm tra, độ chính xác cần thiết và ứng dụng cụ thể.

Ứng dụng của người kiểm tra độ cứng

Những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau để đánh giá độ cứng của vật liệu, đặc biệt là kim loại và hợp kim. Một số ứng dụng phổ biến của người thử nghiệm độ cứng bao gồm:

Kiểm soát chất lượng: Máy kiểm tra độ cứng được sử dụng trong các quy trình sản xuất và sản xuất để đảm bảo rằng vật liệu đáp ứng các yêu cầu độ cứng cụ thể. Điều này giúp đảm bảo chất lượng và tính nhất quán của các sản phẩm cuối cùng.

Lựa chọn vật liệu: Máy kiểm tra độ cứng được sử dụng để so sánh độ cứng của các vật liệu khác nhau và để chọn vật liệu phù hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể. Điều này có thể giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của sản phẩm cuối cùng.

Nghiên cứu và phát triển: Những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển để nghiên cứu các tính chất của vật liệu và phát triển các vật liệu mới với các đặc điểm độ cứng cụ thể. Điều này có thể giúp thúc đẩy sự hiểu biết về khoa học vật liệu và phát triển các vật liệu mới với các tài sản được cải thiện.

Phân tích thất bại: Những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng để đánh giá tình trạng của vật liệu theo thời gian và để điều tra nguyên nhân của sự cố vật liệu. Điều này có thể giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và phát triển các giải pháp để ngăn chặn những thất bại trong tương lai.

Thử nghiệm hiện trường: Những người thử nghiệm độ cứng di động, như người kiểm tra độ cứng của LeeB Rebound, được sử dụng để thử nghiệm tại chỗ các thành phần lớn và nặng, như đúc, rèn và hàn. Điều này cho phép đánh giá nhanh chóng và chính xác về độ cứng vật liệu mà không cần chuẩn bị mẫu hoặc vận chuyển đến phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu và phát triển: Những người thử nghiệm độ cứng được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển để nghiên cứu các tính chất của vật liệu và phát triển các vật liệu mới với các đặc điểm độ cứng cụ thể. Điều này có thể giúp thúc đẩy sự hiểu biết về khoa học vật liệu và phát triển các vật liệu mới với các tài sản được cải thiện.

Phần kết luận

Tóm lại, các máy thử độ cứng là công cụ thiết yếu để đo độ cứng của vật liệu, đặc biệt là kim loại và hợp kim. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau để đảm bảo kiểm soát chất lượng, chọn vật liệu phù hợp và điều tra lỗi vật liệu. Có một số loại thử nghiệm độ cứng có sẵn, mỗi loại có phương pháp thử nghiệm và ứng dụng riêng. Việc lựa chọn người kiểm tra độ cứng phụ thuộc vào vật liệu đang được kiểm tra, độ chính xác cần thiết và ứng dụng cụ thể. Người thử nghiệm độ cứng đóng một vai trò quan trọng trong khoa học vật liệu và kỹ thuật bằng cách cung cấp thông tin có giá trị về các tính chất của vật liệu và giúp đảm bảo chất lượng và hiệu suất của các sản phẩm cuối cùng.