Đánh giá độ cứng

Để đánh giá độ cứng của vật liệu, việc đầu tiên cần xác định rõ là chiều sâu lớp kim loại cần đánh giá độ cứng. Đây là cơ sở để chọn mức độ tải trọng khi đo, cũng như kiểu độ cứng đặc trưng. Một số kiểu độ cứng thường được sử dụng là: HB, HRA, HRB, HRC, HV. Bảng chuyển đổi giá trị giữa các loại độ cứng có thể tham khảo ở đây.

Độ cứng HB thường sử dụng đánh giá các loại vật liệu có độ cứng thấp như Nhôm, Đồng. Độ cứng HRA, HRB, và HRC thường sử dụng đánh giá các loại vật liệu có độ cứng cao như các loại thép cứng, vật liệu đã qua nhiệt luyện. Các kiểu giá trị đo độ cứng này thường được sử dụng để đánh giá độ cứng tổng thể của vật liệu (bulk materials). Trong khi đó, độ cứng HV thường được sử dụng để đánh giá các sản phẩm có chiều dày thấp (có thể đến 30um), như các lớp mạ phủ, đánh giá độ cứng lớp biến cứng bề mặt khi gia công. Tải trọng sử dụng trong các trường hợp này có thể chỉ đến 100g lực.

Ảnh: Vết đo độ cứng HV trên lớp mạ Nickel, sử dụng tải trọng 10g, thời gian giữ tải trọng là 15 giây. Giá trị độ cứng ~350HV

Quá trình đo độ cứng thường được thực hiện theo trình tự:

-Xác định loại thiết bị đo độ cứng tương ứng;

-Chọn kiểu giá trị độ cứng cần xuất dữ liệu;

-Xác định vị trí cần đo độ cứng;

-Cố định chi tiết cần đo;

-Xác định tải trọng và thời gian giữ tải khi tạo vết;

-Đo bán kính/các đường chéo của vết;

-Đọc kết quả.

Khi đo độ cứng tế vi của vật liệu, cần chú ý đến độ phẳng của bề mặt đo. Nếu bề mặt cần đo độ cứng có độ nhấp nhô cao, không phẳng, thì kết quả xác định 4 điểm trên đường chéo sẽ không chính xác, gây sai số khi đo. Khi độ cứng càng cao hoặc tải trọng đo càng nhỏ thì vết đo độ cứng (indentation) càng nhỏ. Do vậy, nếu không cẩn thận trong các bước thì sai số kết quả đo được càng cao. Trong một số trường hợp, nếu độ phóng đại của lens quang học không đủ cao để xác định vết đo độ cứng, có thể kiểm tra lại kích thước vết độ cứng từ ảnh chụp OM (như trên). Công thức dùng để kiểm nghiệm độ cứng tế vi là:

Trong đó: F là tải trọng, tính bằng kg lực; d là giá trị trung bình của chiều dài các đường chéo vết đo độ cứng (hình trên).