Thang đo độ cứng kim loại

Độ cứng của kim loại là một chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng chống chịu biến dạng của vật liệu khi có tác động cơ học. Các thông số này thường được hiển thị trên các máy đo độ cứng cầm tay thông dụng vì vậy việc hiểu biết sâu về độ cứng kim loại rất hữu ích. Có nhiều phương pháp để đo độ cứng, và mỗi thang đo lại có một ứng dụng cụ thể phù hợp với từng loại vật liệu.

Thang đo Brinell (HB)

Đây là một trong những thang đo độ cứng phổ biến, đặc biệt trong công nghiệp kim loại. Phương pháp Brinell sử dụng một quả bi làm bằng thép hoặc cacbua vonfram ép vào bề mặt vật liệu dưới một lực cố định. Đường kính vết lõm được đo và sử dụng để tính toán độ cứng Brinell. Thang này thường được áp dụng cho các vật liệu như thép và gang.

Ứng dụng: Đo độ cứng kim loại có cấu trúc không đồng đều như gang, thép carbon.
Giới hạn: Không thích hợp cho vật liệu quá cứng hoặc quá mềm.

Thang đo Rockwell (HR)

Thang đo Rockwell được sử dụng rộng rãi do tính nhanh chóng và tiện lợi. Phương pháp này sử dụng mũi kim cương hoặc bi thép tác động lực lên bề mặt mẫu thử, sau đó đo độ sâu của vết lõm. Rockwell có nhiều thang đo khác nhau như HRC (cho thép cứng) và HRB (cho các kim loại mềm hơn như đồng hoặc nhôm).

Ứng dụng: Đo các kim loại cứng và mềm, tùy thuộc vào loại mũi đo.
Giới hạn: Ít chính xác hơn phương pháp Brinell trong một số trường hợp.

Thang đo Vicker (HV)

Phương pháp Vickers sử dụng một mũi kim cương dạng chóp vuông để ấn vào bề mặt vật liệu với lực cố định. Độ cứng Vickers được tính dựa trên diện tích vết lõm. Đây là phương pháp rất chính xác và có thể sử dụng cho nhiều loại vật liệu, bao gồm cả kim loại cứng và vật liệu mỏng.

Ứng dụng: Đo độ cứng vật liệu có cấu trúc tinh thể, lớp phủ, hoặc kim loại rất cứng.
Giới hạn: Quy trình phức tạp hơn, cần thiết bị đo chính xác.

Thang đo Leeb (HL)

Phương pháp Leeb đo độ cứng thông qua độ nảy lại của viên bi hoặc đầu búa tác động vào bề mặt kim loại. Đây là một phương pháp di động, thường sử dụng cho các vật liệu lớn, khó di chuyển.

Ứng dụng: Thích hợp cho các thiết bị lớn, kiểm tra hiện trường.
Giới hạn: Độ chính xác thấp hơn các phương pháp khác.

Thang đo Shore (HS)

Phương pháp Shore chủ yếu được sử dụng để đo độ cứng của cao su và nhựa, nhưng có thể áp dụng với kim loại mềm. Nó đo độ cứng bằng cách ghi lại độ sâu của vết lõm khi mũi kim cương tác động lên bề mặt vật liệu.

Ứng dụng: Vật liệu mềm như cao su hoặc một số kim loại mềm.
Giới hạn: Không phù hợp với kim loại cứng.

Độ cứng một số kim loại thông dụng

Kim loại	Độ cứng Rockwell (HRC)	Độ cứng Brinell (HB)	Độ cứng Vickers (HV)
Thép không gỉ	55-62	150-600	600-700
Nhôm	<10	25-150	60-100
Đồng	10-30	80-150	70-130
Gang	20-30	150-300	180-240
Titan	30-40	250-400	300-400