Đơn vị đo độ cứng

Độ cứng là một trong những tính chất quan trọng của vật liệu, biểu thị khả năng chống lại sự biến dạng dẻo, trầy xước hoặc mài mòn. Hiểu rõ các đơn vị đo độ cứng giúp chúng ta chọn lựa vật liệu phù hợp cho các ứng dụng cụ thể trong sản xuất và cơ khí. Các phương pháp đo độ cứng và đơn vị đo rất đa dạng, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện sử dụng.

Các phương pháp đo độ cứng

Phương pháp Brinell sử dụng bi thép hoặc cacbua vonfram để nén vào bề mặt vật liệu, đo độ sâu vết lõm để tính độ cứng.
Phương pháp Rockwell dựa trên việc ấn kim cương hoặc bi thép vào vật liệu và đo độ sâu của vết lõm.
Phương pháp Vickers dùng mũi kim cương hình tháp để tạo vết lõm và đo diện tích vết lõm để tính độ cứng.
Phương pháp Knoop tương tự Vickers nhưng mũi kim có hình dạng khác để phù hợp với các vật liệu mỏng hoặc giòn.
Phương pháp Shore được sử dụng phổ biến cho vật liệu mềm, đo bằng cách thả vật nặng từ độ cao xác định và ghi lại độ nảy lên.

Các đơn vị đo độ cứng phổ biến

Độ cứng Brinell (HB)

Đơn vị này được xác định dựa trên phương pháp Brinell, trong đó một viên bi bằng thép hoặc cacbua vonfram có đường kính xác định được ấn vào bề mặt vật liệu dưới một tải trọng cụ thể. Độ cứng Brinell được tính bằng cách chia lực tác động (tính bằng kilogram-force, kgf) cho diện tích bề mặt của vết lõm hình tròn tạo ra, thường là milimet vuông (mm²).

Độ cứng Rockwell (HR)

Độ cứng Rockwell được đo bằng cách sử dụng một đầu nén kim cương hoặc bi thép với các mức tải trọng khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu. Rockwell có nhiều thang đo khác nhau, phổ biến nhất là:

HRB dùng bi thép 1/16 inch và tải trọng 100 kgf, thường dùng cho vật liệu mềm như đồng, nhôm.
HRC dùng đầu nén kim cương hình nón với tải trọng 150 kgf, dùng để đo vật liệu cứng hơn như thép tôi. Độ cứng Rockwell không yêu cầu tính toán phức tạp mà được hiển thị trực tiếp bằng cách đo độ sâu vết lõm trên một thang đo.

Độ cứng Vickers (HV)

Độ cứng Vickers được xác định bằng cách dùng mũi kim cương hình tháp có góc 136 độ giữa các mặt đối diện để tạo vết lõm trên bề mặt vật liệu. Sau đó, người ta đo hai đường chéo của vết lõm này và tính diện tích. Đơn vị đo độ cứng Vickers là pascal (Pa).

Cách chuyển đổi đơn vị đo độ cứng

Độ cứng HRC	Độ cứng HRB	Độ cứng HB	Độ cứng HV
65		711
64		695
63		681
62		658
61		642
60		627
59		613
58		601	746
57		592	727
56		572	694
55		552	649
54	120	534	589
53	119	513	567
52	118	504	549
51	118	486	531
50	117	469	505
49	117	468	497
48	116	456	490
47	115	445	474
46	115	430	458
45	114	419	448
44	114	415	438
43	114	402	424
42	113	388	406
41	112	375	393
40	111	373	388
39	111	360	376
38	110	348	361
37	109	341	351
36	109	331	342
35	108	322	332
34	108	314	320
33	107	308	311
32	107	300	303
31	106	290	292
30	105	277	285
29	104	271	277
28	103	264	271
27	103	262	262
26	102	255	258
25	101	250	255
24	100	245	252
23	100	240	247
22	99	233	241
21	98	229	235
20	97	223	227

Trên đây là một số thông tin hữu ích về các phương pháp và đơn vị đo độ cứng, bao gồm lý thuyết, nguyên lý và cách áp dụng trong thực tế.