Ngày nay, các phương pháp đo độ cứng thường sử dụng một đầu thử (có hình dạng đặc biệt và có độ cứng lớn hơn mẫu đo) tác động lực lên bề mặt mẫu thử. Theo đó trị số độ cứng được tính toán trên cơ sở lực tác động, độ sâu và kích cỡ của vết lõm. Có 3 phương pháp đo độ cứng được biết đến và ứng dụng nhiều nhất là phương pháp Brinell, Vicker và Rockwell.
Là phương pháp đo độ cứng do J.A. Brinell đưa ra vào năm 1900, sử dụng một viên bi thép đường kính 10 mm với lực ấn 3000kg, ấn lõm vào bề mặt kim loại. Đối với các kim loại mềm, lực ấn sẽ được giảm xuống 500kg, đối với các kim loại cực cứng, sẽ sử dụng đến bi thử được làm bằng vật liệu cardbide tungsten để giảm thiểu sự biến dạng của đầu thử. Lực tác động toàn phần sẽ được duy trì trong khoảng 10 - 15 giây đối với thử độ cứng của gang và thép và tối thiểu 30 giây với các kim loại khác. Đường kính của vết lõm trên bề mặt vật liệu thử được đo bằng kính hiển vi.
Thông số độ cứng Brinell thường được viết liền với các điều kiện thử.
Ví dụ: 75HB 10/500/300 có nghĩa là độ cứng Brinel 75 đo được khi sử dụng bi thử đường kính 10mm, lực thử 500 kg tác động trong vòng 30 giây. So với các phương pháp thử độ cứng khác, bi thử Brinell tạo ra vết lõm sâu và rộng nhất, do đó phép thử sẽ bình quân được độ cứng trên một phạm vi rộng hơn của vật đo. Đây là phương pháp tối ưu để đô độ cứng khối hoặc độ cứng tổng thể của một loại vật liệu, đặc biệt là vật liệu có cấu trúc không đồng đều. Các vết xước và độ nhám bề mặt hầu như không ảnh hưởng tới phép thử Brinell.
Các giá trị BHN tiêu biểu là Nhôm 35MPa, thép gió 120Mpa, thép không gỉ 1250Mpa. Tuy nhiên phương pháp thử này không phù hợp với đo các vật thể nhỏ.
Được phát triển vào những năm 1920. Các tính toán của phương pháp thử Vicker không thuộc với 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 góc giữa các mặt phẳng đối diện là 136 độ. Góc này xấp xỉ tỷ lệ lý thuyết của đường kính vết lõm với đường kính bi thử trong phương pháp thử Brinell.
Giá trị độ cứng (thường phiên âm DPH, VHN hoặc VPH) xác định bằng lực tác động chia cho diện tích mặt lõm. Phương pháp thử này có thể sử dụng cho tất cả các loại kim loại. Với một lực thử cho trước, nó cho kết quả một thang đo liên tục, từ kim loại mềm là 5 DPH tới các kim loại cứng là 1500 DPH.
Là phương pháp đo độ cứng bằng cách tác động làm lõm vật thử với một đầu thử kim cương hình nón hoặc bi thép cứng. Quy trình đo cơ bản như sau: Tác động đầu thử vào vật mẫu với một lực tối thiểu, thường là 10kgf. Khi đạt độ cân bằng, thiết bị đo (theo dõi dịch chuyển đầu đo và các phản hồi về thay đổi chiều sâu tác động của đầu đo) ghi lại giá trị xác định. Tiếp đến, trong khi vẫn duy trì lực tác động tối thiểu, người ta tác động thêm một lực tối đa. Khi đạt được độ cân bằng, thôi tác động lực tối đa nhưng vẫn duy trì lực tác động tối thiểu ban đầu. Khi lực tối đa được thu về, độ sâu vết lõm trên bề mặt vật thử sẽ được phục hồi một phần.
Độ sâu vết lõm còn lại (kết quả của phát và thu lực tối đa) được sử dụng để tính toán độ cứng Rockwell. Có nhiều thang đo độ cứng Rockwell, ký hiệu là RA, RB, RC, … tuỳ thuộc vào loại và kích thước đầu đo cũng như giá trị lực tác dụng được sử dụng.
Ví dụ: Như thép tôi được thử ở thang đo C với đầu thử kim cương và lực tác động tối đa 150kg sẽ nẵm trong khoảng RC 20 tới RC 70. Với các vật liệu mềm hơn được thử ở thang đo B bi thử đường kính 1/16 inch và lực thử tối đa 100kg, kết quả đo trong phạm vi RB 0 tới RB100. Thang đo A (với đầu thử kim cương và lực thử tối đa 60kg) thường dùng dải phạm vi vật liệu đồng nhiệt luyện tới carbide.
Kiểm tra độ cứng theo phương pháp Rockwell cho kết quả nhanh và chính xác. Vết lõm bằng phương pháp thử này thương nhỏ, do đó chi tiết sau nhiệt luyện có thể thử độ cứng bằng phương pháp này mà không bị hư hại. Các thiết bị đo độ cứng Rockwell có công suất phát lực thử tới 103N (100kg) có khả năng tạo một điểm lõm trên các vật liệu thử.
>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op
>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j
