Tiêu chuẩn nhà nước - Phương pháp thử độ cứng brinen

TIÊU CHUẨN NHÀ NƯỚC TCVN 256 - 67 KIM LOẠI PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ CỨNG BRINEN Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ cứng Brinen đối với kim loại đen, kim loại màu và hợp kim có độ cứng từ 8 đến 450 đơn vị Brinen ở nhiệt độ thường. I. QUI ĐỊNH CHUNG 1. Độ cứng Brinen của kim loại được xác định bằng cách tác dụng một tải trọng P lên mẫu thử qua viên bi thép có đường kính D nhất định, làm cho nó lún sâu vào mặt mẫu thử. Qua một thời gian giữ nguyên tải trọng tác dụng, bỏ tải trọng đi rồi đo đường kính vết lõm trên mẫu thử, từ đó suy ra độ cứng Brinen (xem hình 1 và 2). 2. Số đơn vị độ cứng Brinen (HB), được xác định bằng tỷ số giữa tải trọng tác dụng P với diện tích vết lõm mặt cầu do viên bi để lại, tính bằng kg lực/mm2. Công thức xác định như sau: HB = trong đó: P – tải trọng tác dụng, tính bằng kg lực; D – đường kính viên bi, tính bằng mm; d – đường kính của vết lõm do viên bi để lại, tính bằng mm. 3. Khi dùng bi thép có đường kính 10 mm, tải trọng tác dụng 3000 kg lực, thời gian giữ tải trọng 10 giây, thì trị số độ cứng Brinen được biểu thị bằng ký hiệu HB. Ví dụ: HB 400 Nếu thử với điều kiện khác thì ký hiệu: HB phải được kèm theo các trị số: đường kính của viên bi, tải trọng tác dụng và thời gian giữ tải trọng. Ví dụ: HB 5/250/30 – 200 có nghĩa là dùng bi thép có đường kính 5 mm, tải trọng tác dụng 250 kg lực, thời gian giữ tải trọng 30 giây và được số độ cứng 200 đơn vị Brinen. II. ĐIỀU KIỆN THỬ 4. Khi thử độ cứng Brinen phải đảm bảo các điều qui định sau đây: a) Tải trọng tác dụng P tăng lên một cách đều đặn, ổn định, không được để xảy ra lực va đập; b) Tải trọng tác dụng P phải giữ liên tục trong suốt thời gian qui định; c) Lực tác dụng phải có phương vuông góc với mặt phẳng của mẫu thử; d) Sai số cho phép của tải trọng P không được vượt quá ± 1%. 5. Viên bi thép dùng để thử phải đạt các yêu cầu sau đây: a) Bi phải có độ cứng không nhỏ hơn HV 850; b) Đường kính của viên bi có các cỡ 2,5; 5,0; 10 mm; c) Dung sai cho phép của các đường kính viên bi: cỡ 2,5 và 5,0 mm ± 0,005 mm; cỡ 10 mm ± 0,010 mm. Sau khi thử, nếu viên bi bị biến dạng vượt quá dung sai nói trên hoặc bị một khuyết tật nào đó trên mặt thì kết quả thử coi như không có giá trị và phải thay viên bi khác, thử lại; d) Bề mặt của viên bi có độ nhẵn không được thấp hơn 12 và dùng kính có độ phóng to 5 lần quan sát không thấy một vết xây xát nào. 6. Mặt thử của mẫu phải làm cho phẳng, nhẵn để cho mép vết lõm được sắc cạnh, đảm bảo đo đường kính vết lõm được chính xác. Mặt thử của mẫu không được có lớp ôxi hoá hoặc các chất bẩn khác. Khi gia công mẫu cần giữ cho mặt thử không bị biến đổi độ cứng do tác dụng nhiệt hoặc tác dụng khác gây nên. 7. Mặt của giá đỡ và mặt của bàn mẫu phải sạch sẽ, không được để bụi bẩn. Mẫu phải đặt vững chắc trên bàn mẫu, không bị xê dịch trong quá trình thử. Khi dùng giá đỡ đặc biệt phải đảm bảo mẫu không bị uốn cong quá trình thử. 8. Chiều dày của mẫu thử không được nhỏ hơn 10 lần chiều sâu của vết lõm. Chiều sâu của vết lõm (h) tính bằng mm theo công thức: h = Sau khi thử, nếu mặt dưới của mẫu thử có hiện tượng biến dạng thì kết quả thử đó không có giá trị, phải thay bi có đường kính nhỏ hơn và tải trọng tác dụng tương ứng để thử lại 9. Căn cứ vào độ cứng dự kiến và chiều dày của mẫu thử mà chọn đường kính viên bi, tải trọng tác dụng và thời gian giữ tải trọng theo bảng 1 dưới dây: Bảng 1 Vật liệu Phạm vi độ cứng Brinen HB Chiều dày của mẫu thử (mm) Quan hệ giữa tải trọng P và đường kính viên bi D Đường kính viên bi D (mm) Tải trọng tác dụng P (kg lực) Thời gian giữ tải trọng (giây) Kim loại đen 140-150 Từ 6 đến 3 – 4 – 2 nhỏ hơn 2 P = 30D2 10,0 5,0 2,5 3000 750 187,5 10 < 140 Lớn hơn 6 từ 6 đến 3 nhỏ hơn 3 P = 10D2 10,0 5,0 2,5 1000 250 62,5 10 Kim loại màu > 130 Từ 6 đến 3 – 4 – 2 nhỏ hơn 2 P = 30D2 10,0 5,0 2,5 3000 750 187,5 30 36 – 130 Từ 9 đến 3 – 6 – 3 nhỏ hơn 3 P = 10D2 10,0 5,0 2,5 1000 250 62,5 30 8 – 35 Lớn hơn 6 từ 6 đến 3 nhỏ hơn 3 P = 2,5D2 10,0 5,0 2,5 250 62,6 15,6 60 III. XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG 10. Khoảng cách từ tâm vết lõm đến mép mẫu thử không được nhỏ hơn 2,5 lần đường kính vết lõm và khoảng cách giữa tâm hai vết lõm không được nhỏ hơn 4 lần đường kính của vết lõm. Khi thử đối với kim loại có độ cứng nhỏ hơn HB 35 thì các khoảng cách quy định trên dây không được nhỏ hơn 3 lần và 6 lần đường kính của vết lõm. 11. Khi xác định độ cứng trên mặt cong thì chiều dài và chiều rộng mặt phẳng chuẩn bị thử phải có kích thước theo bảng 2 sau đây: Bảng 2 mm Đường kính của viên bi thép Chiều dài và chiều rộng mặt phẳng chuẩn bị thử không nhỏ hơn 10,0 5,0 2,5 20,0 10,0 5,0 12. Đường kính của vết lõm (d) sau khi thử phải trong phạm vi: 0,25D < d < 0,6D Nếu không phù hợp với điều kiện trên đây thì kết quả thử coi như không có giá trị, phải chọn tải trọng tương ứng để thử lại. 13. Khi dùng bi có đường kính 10 và 5 mm thì độ chính xác đo đường kính vết lõm là 0,02 mm. Nếu dùng bi có đường kính 2,5 mm thì độ chính xác đo đường kính vết lõm là 0,1 mm. Kính lúp dùng để đo đường kính vết lõm phải đảm bảo thang đo có độ chính xác là ± 0,02 mm. 14. Đường kính của vết lõm phải lấy số trung bình cộng của hai số đo theo phương vuông góc với nhau. Chênh lệch giữa hai số đo trên đây không được quá 2% so với số đo nhỏ. Đối với kim loại có tính dị hướng thì không bắt buộc theo quy định này nhưng cần nói rõ giới hạn cho phép giữa hai số đo trong tiêu chuẩn về yêu cầu kỹ thuật hay văn bản kỹ thuật tương tự. 15. Số đơn vị độ cứng Brinen được xác định theo công thức ghi ở điều 2 hoặc tra theo bảng ở phụ lục. IV. KIỂM TRA THIẾT BỊ THỬ 16. Việc kiểm tra thiết bị thử cần được tiến hành mỗi khi thay bi và trước khi tiến hành thử hàng loạt mẫu. Có thể dùng mẫu độ cứng chuẩn hoặc lực kế chuẩn để kiểm tra. Khi dùng mẫu độ cứng chuẩn thì phải thử ở ba vị trí, lấy số trung bình cộng của chúng. Số độ cứng này không được chênh lệch quá ± 3 % so với độ cứng chuẩn của mẫu đó. Khi dùng lực kế chuẩn thì dung sai của tải trọng không được quá ± 1 %. Chú thích: Điều 16 chỉ áp dụng cho những nơi có đủ thiết bị kiểm tra. Trong khi Nhà nước chưa có qui định thể lệ kiểm tra cụ thể, việc kiểm tra thiết bị thử cần được thực hiện thường xuyên với điều kiện thiết bị của từng nơi theo sự thỏa thuận giữa các bên hữu quan. PHỤ LỤC Đường kính vết lõm d10 hoặc 2d5 hoặc 4d2,5 Số đơn vị độ cứng Brinen khi tải trọng P (kg lực) bằng Đường kính vết lõm d10 hoặc 2d5 hoặc 4d2,5 Số đơn vị độ cứng Brinen khi tải trọng P (kg lực) bằng 30D2 10D2 2,5D2 30D2 10D2 2,5D2 1 2 3 4 1 2 3 4 2,89 2,90 2,91 2,92 2,93 2,94 2,95 2,96 2,97 2,98 2,99 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 3,16 3,17 3,18 3,19 3,20 3,21 3,22 3,23 3,24 448 444 441 438 435 432 429 426 423 420 417 415 412 409 406 404 401 398 395 393 390 388 385 383 380 378 375 373 370 368 366 363 361 359 356 354 130 129 128 128 127 126 125 124 123 123 122 121 120 120 119 118 35,0 34,8 34,6 34,3 34,1 33,9 33,7 33,4 33,2 33,0 32,7 32,5 32,3 32,1 31,9 31,7 31,5 31,3 31,1 30,9 30,7 30,5 30,3 30,1 29,9 29,7 29,5 3,25 3,26 3,27 3,28 3,29 3,30 3,31 3,32 3,33 3,34 3,35 3,36 3,37 3,38 3,39 3,40 3,41 3,42 3,43 3,44 3,45 3,46 3,47 3,48 3,49 3,50 3,51 3,52 3,53 3,54 3,55 3,56 3,57 3,58 3,59 352 350 347 345 343 341 339 337 335 333 331 329 326 325 323 321 319 317 315 313 311 309 307 306 304 302 300 298 297 295 393 292 290 288 286 117 117 116 115 114 114 113 112 112 111 110 110 109 108 108 107 106 106 105 104 104 103 102 102 101 101 100 99,5 98,9 98,3 97,7 97,2 96,6 96,1 95,5 29,3 29,2 29,0 28,8 28,6 28,4 28,2 28,1 27,9 27,7 27,6 27,4 27,2 27,1 26,9 26,7 26,6 26,4 26,2 26,1 25,9 25,8 25,6 25,5 25,3 25,2 25,0 24,9 24,7 24,6 24,5 24,3 24,2 24,0 23,9 3,60 3,61 3,62 3,63 3,64 3,65 3,66 3,67 3,68 3,69 3,70 3,71 3,72 3,73 3,74 3,75 3,76 3,77 3,78 3,79 3,80 3,81 3,82 3,83 3,84 3,85 3,86 3,87 3,88 3,89 285 283 282 280 278 277 275 274 272 271 269 268 266 265 263 262 260 259 257 256 255 253 252 250 249 248 246 245 244 242 95,0 94,4 93,9 93,3 92,8 92,3 91,8 91,2 90,7 90,2 89,7 89,2 88,7 88,2 87,7 87,2 86,8 86,3 85,8 85,3 84,9 84,4 84,0 83,5 83,0 82,6 82,1 81,7 81,3 80,8 23,7 23,6 23,5 23,3 23,2 23,1 22,9 22,8 22,7 22,6 22,4 22,3 22,2 22,1 21,9 21,8 21,7 21,6 21,5 21,3 21,2 21,1 21,0 20,9 20,8 20,7 20,5 20,4 20,3 20,2 3,90 3,91 3,92 3,93 3,94 3,95 3,96 3,97 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 4,14 4,15 4,16 4,17 4,18 4,19 241 240 239 237 236 235 234 232 231 230 229 228 226 225 224 223 222 221 219 218 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208 80,4 80,0 79,6 79,1 78,7 78,3 77,9 77,5 77,1 76,7 76,3 75,9 75,5 75,1 74,7 74,3 73,9 73,5 73,2 72,8 72,4 72,0 71,7 71,3 71,0 70,6 70,2 69,9 69,5 69,2 20,1 20,0 19,9 19,8 19,7 19,6 19,5 19,4 19,3 19,2 19,1 19,0 18,9 18,8 18,7 18,6 18,5 18,4 18,3 18,2 18,1 18,0 17,9 17,8 17,7 17,6 17,6 17,5 17,4 17,3 4,20 4,21 4,22 4,23 4,24 4,25 4,26 4,27 4,28 4,29 4,30 4,31 4,32 4,33 4,34 4,35 4,36 4,37 4,38 4,39 4,40 4,41 4,42 4,43 4,44 4,45 4,46 4,47 4,48 4,49 207 205 204 203 202 201 200 199 198 198 197 196 195 194 193 192 191 190 189 188 187 186 185 185 184 183 182 181 180 179 68,8 68,5 68,2 67,8 67,5 67,1 66,8 66,5 66,2 65,8 65,5 65,2 64,9 64,6 64,2 63,9 63,6 63,3 63,0 62,7 62,4 62,1 61,8 61,5 61,2 60,9 60,6 60,4 60,1 59,8 17,2 17,1 17,0 17,0 16,9 16,8 16,7 16,6 16,5 16,5 16,4 16,3 16,2 16,1 16,1 16,0 15,9 15,8 15,8 15,7 15,6 15,5 15,5 15,4 15,3 15,2 15,2 15,1 15,0 15,0 4,50 4,51 4,52 4,53 4,54 4,55 4,56 4,57 4,58 4,59 4,60 4,61 4,62 4,63 4,64 4,65 4,66 4,67 4,68 4,69 4,70 4,71 4,72 4,73 4,74 4,75 4,76 4,77 4,78 4,79 179 178 177 176 175 174 174 173 172 171 170 170 169 168 167 167 166 165 164 164 163 162 161 161 160 159 158 158 157 156 59,5 59,2 59,0 58,7 58,4 58,1 57,9 57,6 57,3 57,1 56,8 56,5 56,3 56,0 55,8 55,5 55,3 55,0 54,8 54,5 54,3 54,0 53,8 53,5 53,3 53,0 52,8 52,6 52,3 52,1 14,9 14,8 14,7 14,7 14,6 14,5 14,5 14,4 14,3 14,3 14,2 14,1 14,1 14,0 13,9 13,9 13,8 13,8 13,7 13,6 13,6 13,5 13,4 13,4 13,3 13,3 13,2 13,1 13,1 13,0 4,80 4,81 4,82 4,83 4,84 4,85 4,86 4,87 4,88 4,89 4,90 4,91 4,92 4,93 4,94 4,95 4,96 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05 5,06 5,07 5,08 5,09 156 155 154 154 153 152 152 151 150 150 149 148 148 147 146 146 145 144 144 143 143 142 141 141 140 140 139 138 138 137 51,9 51,7 51,4 51,2 51,0 50,7 50,5 50,3 50,1 49,8 49,6 49,4 49,2 49,0 48,8 48,6 48,4 48,1 47,9 47,7 47,5 47,3 47,1 46,9 46,7 46,5 46,3 46,1 45,9 45,7 13,0 12,9 12,9 12,8 12,8 12,7 12,6 12,6 12,5 12,5 12,4 12,4 12,3 12,3 12,2 12,2 12,1 12,0 12,0 11,9 11,9 11,8 11,8 11,7 11,7 11,6 11,6 11,5 11,5 11,4 5,10 5,11 5,12 5,13 5,14 5,15 5,16 5,17 5,18 5,19 5,20 5,21 5,22 5,23 5,24 5,25 5,26 5,27 5,28 5,29 5,30 5,31 5,32 5,33 5,34 5,35 5,36 5,37 5,38 5,39 137 136 135 135 134 134 133 133 132 132 131 130 130 129 129 128 128 127 127 126 126 125 125 124 124 123 123 122 122 121 45,5 45,3 45,1 45,0 44,8 44,6 44,4 44,2 44,0 43,8 43,7 43,5 43,3 43,1 42,9 42,8 42,6 42,4 42,2 42,1 41,9 41,7 41,5 41,4 41,2 41,0 40,9 40,7 40,5 40,4 11,4 11,3 11,3 11,3 11,2 11,2 11,1 11,1 11,0 11,0 10,9 10,9 10,8 10,8 10,7 10,7 10,6 10,6 10,6 10,5 10,5 10,4 10,4 10,3 10,3 10,3 10,2 10,2 10,1 10,1 5,40 5,41 5,42 5,43 5,44 5,45 5,46 5,47 5,48 5,49 5,50 5,51 5,52 5,53 5,54 5,55 5,56 5,57 5,58 5,59 5,60 5,61 5,62 5,63 5,64 5,65 5,66 5,67 5,68 5,69 121 120 120 119 119 118 118 117 117 116 116 115 115 114 114 114 113 113 112 112 111 111 110 110 110 109 109 108 108 107 40,2 40,0 39,9 39,7 39,6 39,4 39,2 39,1 38,9 38,8 38,6 38,5 38,3 38,2 38,0 37,9 37,7 37,6 37,4 37,3 37,1 37,0 36,8 36,7 36,5 36,4 36,3 36,1 36,0 35,8 10,1 10,0 9,97 9,94 9,90 9,86 9,82 9,78 9,73 9,70 9,66 9,62 9,58 9,54 9,50 9,46 9,43 9,38 9,35 9,31 9,27 9,24 9,20 9,17 9,14 9,10 9,07 9,03 9,00 8,97 5,70 5,71 5,72 5,73 5,74 5,75 5,76 5,77 5,78 5,79 5,80 5,81 5,82 5,83 5,84 5,85 5,86 5,87 5,88 5,89 5,90 5,91 5,92 5,93 5,94 5,95 5,96 5,97 5,98 5,99 6,00 107 107 106 106 105 105 105 104 104 103 103 103 102 102 101 101 101 100 99,9 99,5 99,2 98,8 98,4 98,0 97,7 97,3 96,9 96,6 96,2 95,9 95,5 35,7 35,6 35,4 35,3 35,1 35,0 34,9 34,7 34,6 34,5 34,3 34,2 34,1 33,9 33,8 33,7 33,6 33,4 33,3 33,2 33,1 32,9 32,8 32,7 32,6 32,4 32,3 32,2 32,1 32,0 31,8 8,93 8,90 8,86 8,83 8,79 8,76 8,73 8,69 8,66 8,63 8,59 8,56 8,53 8,49 8,46 8,43 8,40 8,36 8,33 8,29 8,26 8,23 8,20 8,17 8,14 8,11 8,08 8,05 8,02 7,99 7,96 Chú thích: Đường kính vết lõm cho trong bảng là ứng với bi có đường kính D = 10 mm. Muốn xác định theo bảng khi thử bi có đường kính D = 5 mm thì đường kính vết lõm phải nhân với 2, và khi thử bi có đường kính D = 2,5 mm thì đường kính vết lõm phải nhân với 4. Ví dụ: Đường kính vết lõm 1,65 mm khi thử bi có đường kính D = 5 mm, tải trọng tác dụng P = 750 kg lực thì tra trong bảng vết lõm có đường kính 3,30 mm (1,65 x 2) được 341 đơn vị độ cứng.