Ti u lu n môn Kim Lo i H c – th c hi n Nguy n Văn Kh iể ậ ạ ọ ự ệ ễ ả
Ph n II ầCác đ c tr ng c tính thông th ngặ ư ơ ườ
C tính c a KL đ c bi u th b ng các đ c tr ng c h c , chúng cho bi t kh năngơ ủ ượ ể ị ằ ặ ư ơ ọ ế ả
ch u t i tr ng c a kim lo i trong các đi u ki n khác nhau . ph n l n các đ c tr ng cị ả ọ ủ ạ ề ệ ầ ớ ặ ư ơ
h c đ c xác đ nh trên các m u nh đã đ c tiêu chu n hóa , tuy nó không ph n ánhọ ượ ị ẫ ỏ ượ ẩ ả
đ c ượ hoàn toàn kh năng ch u l c c a chi ti t song v n là c s tin c y c a nh ng suyả ị ự ủ ế ẫ ơ ở ậ ủ ữ
doán tính toán khi thi t k . c n n m v ng b n ch t và ý nghĩa c a đ c tr ng c h cế ế ầ ắ ữ ả ấ ủ ặ ư ơ ọ
th ng g p là đ b n, đ c ng , đ dài.ườ ặ ộ ề ộ ứ ộ
2.1 Đ b n tĩnhộ ề
Đ b n là t p h p các đăch tr ng c h c ph n ánh s c ch u đ ng t i tr ng c h c tĩnhộ ề ậ ợ ư ơ ọ ả ứ ị ự ả ọ ơ ọ
c a v t li u. ủ ậ ệ chúng đ c xác đ nh b ng úng su t c a t i tr ng gây ra cách đ t bi n vượ ị ằ ấ ủ ả ọ ộ ế ề
c h c. tùy theo d ng c a t i tr ng ng i ta phân bi t đ b n kéo ,nén ,u n và xo n. ơ ọ ạ ủ ả ọ ườ ệ ộ ề ố ắ
2.2 đ d o ộ ẻ
Đ d o là t p h p các ch tiêu c tính ph n ánh đ bi n d ng d c a vaath liêu khi bộ ẻ ậ ợ ỉ ơ ả ộ ế ạ ư ủ ị
phá h y b ng t i tr ng tĩnh , nó quy t đ nh kh năng bi n d ng d o , gia công áp l c.ủ ằ ả ọ ế ị ả ế ạ ẻ ự
Ng i ta cũng xác đ nh đ d o b ng hai ch tiêu trên m u khi th đ bi n tính ườ ị ộ ẻ ằ ỉ ẫ ử ộ ế
Đ dài t ng đ i khi kéo đ t ộ ươ ố ứ
δ%=((L1-L0)/L0)100
trong đó L1 là chi u dài (quy c ) c a m u sau khi đ tề ướ ủ ẫ ứ
L0 là chi u dài (quy c ) ban đ u c a m u .ề ướ ầ ủ ẫ
Đ th t t ng đ i v ti t di n khi kéo đ t ộ ắ ươ ố ề ế ệ ứ
Ψ%=((F1-F0)/F0)100
F0 là ti t đi n ban đ c a m u ế ệ ầ ủ ẫ
F1 là ti t di n ph n c th t c a m u sau khi phá h yế ệ ở ầ ổ ắ ủ ẫ ủ
2.3 đ dai va đ p ộ ậ
R t nhi u chi ti t ấ ề ế làm vi c b ng t a tr ng đ t vào v i t c đ l n , đ t ng t hay nóiệ ằ ỉ ọ ặ ớ ố ộ ớ ộ ộ
cách khác là ch u va đ p . nh oto g p ph i tr ng ng i v t , b xóc hay b th ng đ tị ậ ư ặ ả ướ ạ ậ ị ị ắ ộ
ng t . đành giá kh năng làm vi c c a ch u t i tr ng đ ng , nh v y v i các th vaộ ả ệ ủ ị ả ọ ộ ư ậ ớ ử
đ p b ng cách u n , t c đ dai va đ p.ậ ằ ố ứ ộ ậ
Đ dai va đ p là công tiêu phí đ phá h y m t đ n vi di n tích ti t đi n ngang đ cộ ậ ể ủ ộ ơ ệ ế ệ ượ
đo theo đ n v kg.m/cm2 hay kj/m2.ơ ị
2.4 đ b n m iộ ề ỏ
Gi i h n c a b n m i là chi tiêu ớ ạ ủ ề ỏ c tính quan tr ng đ đánh giá kh năng làm vi c c aơ ọ ể ả ệ ủ
chi ti t d i t i tr ng thay đ i nh tr c, bánh răng, lò xo …ế ướ ả ọ ổ ư ụ
Bi n pháp nâng cao kh nâng cao gi i h n m iệ ả ớ ạ ỏ
Ti u lu n môn Kim Lo i H c – th c hi n Nguy n Văn Kh iể ậ ạ ọ ự ệ ễ ả
- t o lên trên b m t l p ng su t nén d . v t n t m i th ng su t hi n trênạ ề ặ ướ ứ ấ ư ế ứ ỏ ườ ấ ệ
b m t do ng su t kéo t i đó là l n nh t . n u đó có ng su t nén d (cóề ặ ứ ấ ạ ớ ấ ế ỏ ứ ấ ư
s n ) thì ng su t kéo tác duungj th c t x gi m đi , nh đó x h n tr đ cẵ ứ ấ ự ế ẽ ả ờ ẽ ạ ế ượ
vêt n t ứ
- nâng cao đ b n t c là tăng kh năng c n tr t do dó khó sinh ra v t n t m iộ ề ứ ả ả ượ ế ứ ỏ
đ u tiên , nh đó cũng nâng cao đ c gi i h n m i.ầ ờ ượ ớ ạ ỏ
- t o cho b m t đ bóng cao , không có rãnh ,l ,tránh ti t đi n thay đ i đạ ề ặ ộ ỗ ế ệ ổ ộ
ng t.ộ
2.4 đ c ng ộ ứ
Các ch tiêu c tính k trên tuy là c s đ tính toán , thi t k chi ti t máy và côngỉ ơ ể ơ ở ể ế ế ế
c ,nh ng co nh c đi m ph i ch t o m u mã ph c t p , t n nhi u th i gian ,ụ ư ượ ể ả ế ạ ẫ ứ ạ ố ề ờ
không th th ngay trên s n ph m. cách th đ c ng x tránh đ c các nh cể ử ả ẩ ử ộ ứ ẽ ượ ượ
đi m này.ể
a , khái ni m v đ c ng ệ ề ộ ứ
nguyên lý trung c a ph ng pháp th đ c ng là ép , n m t t i tr ng nh t đ lênủ ươ ử ộ ứ ấ ộ ả ọ ấ ị
b m t kim lo i thông qua mũi đâm, nh đó x đ l i m t v t lõm càng l n ,ề ặ ạ ườ ẽ ể ạ ộ ế ớ
càng sâu, đ c ng càng th p .ộ ứ ấ
“ v y đ c ng là kh năng ch ng l i bi n d ng d o c c b bên ngoiaf thông quaậ ộ ừ ả ố ạ ế ạ ẻ ụ ộ
moi đâm”
Trong th c t th c tính kim lo i , đ c ng là ph ng pháp có ý nghĩa th c t vàự ế ử ơ ạ ộ ứ ươ ự ế
đ c áp d ng r ng rãi nh t và các lý do sau đây:ươ ụ ộ ấ
- nhanh chóng, ch c n vài giây đ n môt phút ỉ ầ ế
- không pha h y m u va có th tieena hành ngay trên s n ph mủ ẫ ể ả ẩ
đ c tr ng đ c r t nhi u tính chát làm vi c và công nghe c a v t li u nhặ ư ượ ấ ề ệ ủ ậ ệ ư
+ tính ch ng mài mòn : đ c ng càng cao các tính ch ng mài mòn càng cao. Co thố ộ ứ ố ẻ
nói tính ch ng mài mòn phu thu c và đ c ng . dao c t vòng bi và các chi ti t khácố ộ ộ ứ ắ ế
ch u mài mòn c n đ c ng (>60HRC)ị ầ ộ ứ
+kh năn gia công c t c a phôi : thông th ng phôi có đ c ng th p thig d c tả ắ ủ ườ ộ ứ ấ ễ ắ
g t , nh ng khi quá th p th ng khó vì quá d o ,phoi khó g y .ọ ư ấ ươ ẻ ẫ
+Kh năng chiu áp l c l ng c c bả ự ượ ụ ộ
+ kh năng mài bóng , đ c ng càng cao càng d mài bóngả ộ ứ ễ
+trong ph m vi nh t đ nh gi i h n b n t l b c nh t đ i v i đ c ng .ạ ấ ị ớ ạ ề ỉ ệ ậ ấ ố ớ ộ ứ
2.4.1 d c ng brinen HBộ ứ
- Xác đ nh đ c ng Brinen b ng cách n m t t i tr ng F xác đ nh lên b m t ph ngị ộ ứ ằ ấ ộ ả ọ ị ề ặ ẳ
v t li u qua viên bi c ng có đ ng kính D, sau khi thôi tác d ng, t i tr ng đ l i trênậ ệ ứ ườ ụ ả ọ ể ạ
b m t v t lõm v i đ ng kính d . S đo đ c ng Brinen đ c xác đ nh b ng t sề ặ ế ớ ườ ố ộ ứ ượ ị ằ ỷ ố
c a t i tr ng F v i di n tích m t lõm có d ng ch m c u S, có th nguyên nh c aủ ả ọ ớ ệ ặ ạ ỏ ầ ứ ư ủ
ng su t, kG/mm2.ứ ấ
Đ i v i thép, gang dùng bi có D = 10mm, F = 3000kG, th i gian gi t i tr ng 15s (v iố ớ ờ ữ ả ọ ớ
các v t li u khác có quy đ nh khác) đ c coi là đi u ki n tiêu chu n, ký hi u b ng HBậ ệ ị ượ ề ệ ẩ ệ ằ
(ví d HB 229). ụ
Ti u lu n môn Kim Lo i H c – th c hi n Nguy n Văn Kh iể ậ ạ ọ ự ệ ễ ả
Khi đo các đi u ki n khác b t bu c ph i ghi rõ các s ch l n l t các đi u ki nở ề ệ ắ ộ ả ố ỉ ầ ượ ề ệ
trên, ví d HB5/750/20 229 là giá tr đ c ng 229kG/mm2 đo b ng bi 5mm, t i 750kG,ụ ị ộ ứ ằ ả
gi lâu 20s. Hi n v n ch a có quy đ nh dùng đ n v MPa cho HB, n u mu n dùng đ nữ ệ ẫ ư ị ơ ị ế ố ơ
v này ph i ghi rõ, ví d HB 2290 MPa. ị ả ụ
- u đi m l n nh t c a giá tr HB là gi a nó v i Ư ể ớ ấ ủ ị ữ ớ có quan h b c nh t v i nhau nênệ ậ ấ ớ
có th không c n th kéo v n có th đoán đ c gi i h n b n, m i quan h đó m tể ầ ử ẫ ể ượ ớ ạ ề ố ệ ở ộ
s kim lo i nh sau: ố ạ ư
+ Thép cán (tr không g , b n nóng) ừ ỉ ề ≈ 0,34 HB,
+ Thép đúc ≈ (0,3 - 0,4) HB,
+ Gang xám ≈ (HB-60)/6 ,
+ Đ ng, latong, brong tr ng thái bi n c ng ồ ở ạ ế ứ ≈ 0,40 HB,
....
- Nh c đi m: ượ ể
+ Không th đo các v t li u có đ c ng > HB 450 (vì bi ch làm b ng thép ể ậ ệ ộ ứ ỉ ằ
đ c tôi c ng, lúc đó chính bi cũng b méo, làm sai k t qu đo, ch dùng ượ ứ ị ế ả ỉ
đ đo đ c ng các v t li u có đ c ng th p và trung bình, ể ộ ứ ậ ệ ộ ứ ấ
+ M u đo ph i có m t b ng ph ng và đ dày, do v t lõm khá to nên th ng không đoẫ ả ặ ằ ẳ ủ ế ườ
trên thành ph m, ẩ
+ Không cho phép đo trên các lo i tr c (vì có m t cong),ạ ụ ặ
+ T ng đ i ch m vì quy trình h i dài : ph i gi t i tr ng vài ch c giây, đo đ ngươ ố ậ ơ ả ữ ả ọ ụ ườ
kính v t lõm b ng lúp sau đó tra b ng tính m i ra k t qu .ế ằ ả ớ ế ả
2.4.2 Đ c ng Rôcoen:ộ ứ
đ c xác đ nh b ng cách dùng t i tr ng P n viên bi b ng ượ ị ằ ả ọ ấ ằ
ép đã nhi t luy n, có đ ng kính D = 1,587 mm t c là 1/16” (thang B) ho c m i cônệ ệ ườ ứ ặ ủ
b ng kim ằ
ng có góc đ nh 1200ươ ở ỉ
(thang C ho c A) lên b m t v t li u th . Trong khi th , s đ c ng ặ ề ặ ậ ệ ử ử ố ộ ứ
c ch tr c ti p ngay b ng kim đ ng h . Đ c ng Rôcoen đ c ký hi u HRB khiượ ỉ ự ế ằ ồ ồ ộ ứ ượ ệ
dùng bi thép
đ th v t li u ít c ng; HRC và HRA khi dùng m i côn kim c ng th v t li u có để ử ậ ệ ứ ủ ươ ử ậ ệ ộ
c ng cao ứ
(>4500 N/mm2)
2.4.3 Đ c ng Vicke (HV) :ộ ứ
dùng mũi đo 1 (hình chóp góc vát α = 1360) b ng kim c ng ằ ươ
dùng đo cho v t li u m m, v t li u c ng và v t li u có đ c ng nh l p m ng c aậ ệ ề ậ ệ ứ ậ ệ ộ ứ ờ ớ ỏ ủ
b m t ề ặ
đã đ c th m than, th m nit .v.v... ượ ấ ấ ơ
HV=1,8544p/d^2
, . Trong đó d - đ ng chéo c a v t lõm (mm); P- t i tr ng (kg).ườ ủ ế ả ọ
2.4.4 Ph ng pháp đo đ c ng Rockwellươ ộ ứ :
là ph ng pháp đo đ c ng b ng cách tác đ ng làm lõm v t th v i m t đ u th kimươ ộ ứ ằ ộ ậ ử ớ ộ ầ ử
c ng hình nón ho c bi thép c ng. Quy trình đo c b n nh sau : tác đ ng đ u th vàoươ ặ ứ ơ ả ư ộ ầ ử
v t m u v i m t l c t i thi u, th ng là 10kgf. Khi đ t đ cân b ng, thi t b đo (theoậ ẫ ớ ộ ự ố ể ườ ạ ộ ằ ế ị
dõi d ch chuy n đ u đo và các ph n h i v thay đ i chi u sâu tác đ ng c a đ u đo)ị ể ầ ả ồ ề ổ ề ộ ủ ầ
Ti u lu n môn Kim Lo i H c – th c hi n Nguy n Văn Kh iể ậ ạ ọ ự ệ ễ ả
ghi l i giá tr xác đ nh. Ti p đ n, trong khi v n duy trì l c tác đ ng t i thi u, ng i taạ ị ị ế ế ẫ ự ộ ố ể ườ
tác đ ng thêm m t l c t i đa. Khi đ t đ c đ cân b ng, thôi tác đ ng l c t i đaộ ộ ự ố ạ ượ ộ ằ ộ ự ố
nh ng v n duy trì l c tác đ ng t i thi u ban đ u. Khi l c t i đa đ c thu v , đ sâuư ẫ ự ộ ố ể ầ ự ố ượ ề ộ
v t lõm trên b m t v t th s đ c ph c h i m t ph n. Đ sâu v t lõm còn l i (k tế ề ặ ậ ử ẽ ượ ụ ồ ộ ầ ộ ế ạ ế
qu c a phát và thu l c t i đa) đ c s d ng đ tính toán đ c ng Rockwell.ả ủ ự ố ượ ử ụ ể ộ ứ
Có nhi u thang đo đ c ng Rockwell, ký hi u là RA, RB, RC, ... tuỳ thu c vào lo i vàề ộ ứ ệ ộ ạ
kích th c đ u đo cũng nh giá tr l c tác d ng đ c s d ng.ướ ầ ư ị ự ụ ượ ử ụ
* HRA . . . . carbides, thép tôi c ng b m tứ ề ặ
* HRB . . . . Phôi đ ng đ , thép m m, phôi nhôm, gang m m...ồ ỏ ề ề
* HRC . . . . Thép, gang c ng , thép tôi ho c các v t li u c ng h n 100 HRBứ ặ ậ ệ ứ ơ
* HRD . . . . Thép m ng, gang m mỏ ề
* HRE . . . . Gang, nhôm , kim lo i biạ ổ
* HRF . . . . Kim lo i t m có chi u d y m ngạ ấ ề ầ ỏ
* HRG . . . . Đ ng ph tpho, beryllium copper,Thi c, chì ...ồ ố ế
* HRK . . . . }
* HRL . . . . }
* HRM . . . .} . . . . Kim lo i bi m m, nh a, các v t li u c c m ngạ ổ ề ự ậ ệ ự ỏ
* HRP . . . . }
* HRR . . . . }
* HRS . . . . }
* HRV . . . . }
Ví d nh thép tôi đ c th thang đo C v i đ u th kim c ng và l c tác đ ng t iụ ư ượ ử ở ớ ầ ử ươ ự ộ ố
đa 150kg s n m trong kho ng RC 20 t i RC 70. V i các v t li u m m h n đ c thẽ ẵ ả ớ ớ ậ ệ ề ơ ượ ử
thang đo B bi th đk 1/16 inch và l c th t i đa 100 kg, k t qu đo trong ph m vi RBở ử ự ử ố ế ả ạ
0 t i RB100. Thang đo A (v i đ u th kim c ng và l c th t i đa 60kg) th ng dùngớ ớ ầ ử ươ ự ử ố ườ
d i ph m vi v t li u đ ng nhi t luy n t i carbide.ả ạ ậ ệ ồ ệ ệ ớ
Ki m tra đ c ng theo ph ng pháp Rockwell cho k t qu nhanh và chính xác. V tể ộ ứ ươ ế ả ế
lõm b ng ph ng pháp th này th ng nh , do đó chi ti t sau nhi t luy n có th thằ ươ ử ươ ỏ ế ệ ệ ể ử
đ c ng b ng ph ng pháp này mà không b h h i.ộ ứ ằ ươ ị ư ạ
Các thi t b đo đ c ng Rockwell có công su t phát l c th t i 103N (100kg) có khế ị ộ ứ ấ ự ử ớ ả
năng t o m t đi m lõm trên các v t li u th . Các thi t b đo hi n đ i có th s d ngạ ộ ể ậ ệ ử ế ị ệ ạ ể ử ụ
các công ngh đi n t và t đ ng đ t i u tính năng. Ng i s d ng cũng có th sệ ệ ự ự ộ ể ố ư ườ ử ụ ể ử
d ng kính hi n vi đ đ nh v đ u đo kim c ng c c nh đ xung l c ch vài N đ đoụ ể ể ị ị ầ ươ ự ỏ ể ự ỉ ể
đ c ng c a m t h t kim lo i. Đây còn đ c bi t đ n nh các phép th đ c ng t viộ ứ ủ ộ ạ ạ ượ ế ế ư ử ộ ứ ế
(micro harness).
HR= N- h/s
N: h ng s ph thu c vào các pp đo rockwell khác nhauằ ố ụ ộ
h: đ sâu v t lõm tính theo mmộ ế
Ti u lu n môn Kim Lo i H c – th c hi n Nguy n Văn Kh iể ậ ạ ọ ự ệ ễ ả
s: giá tr đ chia tính theo mm ( Rockwell thông th ng là 0,002. rockell b m t làị ộ ườ ề ặ
0,001)