Phương pháp Brinell liên quan đến các vật xuyên bi có đường kính khác nhau (luôn tính bằng mm, ngược lại với kích thước Rockwell tính bằng inch), được ép với một tải trọng nhất định lên bề mặt nhẵn và đều trong một khoảng thời gian nhất định (10 đến 15 giây).
Vết lõm nổi lên, có dạng một cái cốc hình cầu, được đo bằng thiết bị quang học (kính hiển vi hoặc máy chiếu).
Trong đó F là tải trọng thử nghiệm tính bằng N
D là đường kính của lỗ xuyên bi tính bằng mm
d là đường kính của vết lõm tính bằng mm.
Trong thực tế, các bảng được sử dụng để cung cấp giá trị độ cứng Brinell chịu tải trọng thử nghiệm, đường kính viên bi và đường kính của vết lõm. Thông thường, phương pháp Brinell sử dụng các bộ xuyên bi tiêu chuẩn sau:
Đường kính Bi tiêu chuẩn là : 1, 2.5, 5, 10 (mm)
Tải trọng tiêu chuẩn
Đặc điểm
- Tiêu chuẩn (EN ISO 6506-1) yêu cầu đường kính của vết lõm phải từ 0,24 đến 0,6 đường kính của bộ xuyên bi.
Để đáp ứng yêu cầu này phải có một mức độ tải nhất định. Nếu một viên bi xuyên thủng nhỏ được ấn trên vật liệu mềm có tải trọng cao, vết lõm tất nhiên sẽ sâu. Sau đó, một lần nữa, nếu một bộ xuyên bi lớn hơn được ấn lên vật liệu cứng với tải trọng nhỏ, thì vết lõm có thể nhỏ hơn 0,24 đường kính của quả bóng. Do đó, hầu như không thể đọc được và không thể chấp nhận được. - Đối với Brinellmethod, có một công thức cơ bản để xác định mức độ tải: 1,02 F / D² giữa tải trọng thử nghiệm (N) và đường kính (mm) của bình phương xuyên bi. Vật liệu càng cứng thì mức độ tải càng phải cao.
(*) Mức độ 15 chỉ được tiêu chuẩn hóa cho HBW10 / 1500, tất cả các mức độ tải khác có thể được sử dụng cho tất cả các thử nghiệm
Mức độ tải 1,02F / D² rất quan trọng vì có các kết quả khác nhau tùy thuộc vào mức độ tải được sử dụng.
Ví dụ: giá trị độ cứng Brinell được xác định với quả bóng 10 mm và 9,807N (độ tải 10) đối với vật liệu khác với giá trị độ cứng được xác định với quả bóng 10 mm và 4,903N (độ tải 5). Tuy nhiên, nếu cùng một vật liệu được đo với quả bóng 2,5 mm và tổng tải trọng thử nghiệm là 612,9N (mức độ tải 10) thì giá trị độ cứng kết quả giống như trong phép đo đầu tiên vì mức độ tải là như nhau (với điều kiện vật liệu là đồng nhất và không có lớp có độ cứng khác nhau).
Ghi kí hiệu độ cứng Brinell
HBW viết tắt là viết tắt của độ cứng Brinell. Độ cứng Brinell đứng trước chữ viết tắt và theo sau là đường kính bi tính bằng mm, tải trọng thử nghiệm theo bảng và thời gian thử nghiệm tính bằng giây, nếu khác với thời gian tiêu chuẩn (10-15 giây).
Ví dụ: 305 HBW 2.5 / 187.5: Độ cứng Brinell 305, được xác định với xuyên bi 2,5mm, tải trọng thử nghiệm 1.839N và thời gian ứng dụng tải 10-15 giây
Ví dụ: 305 HBW 2.5 / 187.5 / 20: Độ cứng Brinell 305, được xác định với thiết bị xuyên bi 2.5 mm, tải thử 1.839N và thời gian ứng dụng tải 20 giây
Bài kiểm tra Brinell với các vật liệu tiêu chuẩn
Thép: hầu như luôn luôn HBW x | 3000 (x = đường kính bóng).
Đối với thép, phương pháp Brinell rất quan trọng vì có một mối quan hệ không đổi, khá chính xác giữa độ cứng Brinell và độ bền kéo (với tỷ lệ 3,53 đối với thép cacbon, thép crom và thép crom-mangan; đối với thép crom-niken thì là 3,33).
Đây là khả năng duy nhất để xác định độ bền kéo của thép không bị phá hủy, tuy nhiên, phương pháp Brinell không thể được sử dụng cho thép cứng. Vì không có thiết bị xuyên kim cương dành cho quy trình Brinell nên không thể thực hiện các thử nghiệm trên thép đã qua xử lý với hơn 1765 N / mm². Sắt mềm thường được kiểm tra với HB x | 3000, mặc dù đường kính vết lõm vượt quá 0,6 đường kính quả bóng.
Gang: luôn sử dụng HBW x | 3000. Do độ đồng nhất nhỏ hơn, nên sử dụng tổng tải trọng thử nghiệm cao nhất là 29,420 N.
Kim loại nhẹ: thường HBW x | 10 hoặc HBW x | 5; đối với hợp kim rất mềm cũng có thể sử dụng HBW x | 2.5. Thực tế là có thể sử dụng các mức độ tải khác nhau cho các giá trị độ cứng trung bình có thể dễ gây nhầm lẫn. Do đó, điều quan trọng là chỉ ra loại thử nghiệm chính xác (trái với hợp kim đen, mà HBW x | 30 luôn được sử dụng).
Hợp kim đồng: Để sử dụng đồng HBW x | 10 (nếu rất khó, hãy sử dụng HBW x | 30) và HBW x | 10 hoặc HBW x | 5 cho đồng thau. Ngoài ra, hãy xem xét các nguyên tắc được đề cập đối với kim loại nhẹ.
Ưu và nhược điểm của phương pháp Brinell
- Ưu điểm chính của phương pháp Brinell là nó sử dụng tải trọng thử nghiệm rất cao được tạo ra bởi các thiết bị tương đối đơn giản và mạnh mẽ.
- Hơn nữa, vết lõm có thể được đo với sự trợ giúp của kính hiển vi đơn giản hoặc thậm chí bằng kính lúp đo.
- Các phép đo cũng có thể được thực hiện khi các điều kiện không lý tưởng, bởi vì (trái với phương pháp Rockwell) một nhược điểm có thể có của mẫu không ảnh hưởng đến kết quả.
- Giá trị Brinell có thể được nhân với một hệ số nhất định, đặc trưng cho mọi vật liệu, để xác định độ bền kéo của vật liệu.
- Một trong những nhược điểm nghiêm trọng nhất của phương pháp Brinell là thực tế là độ lõm được đo bằng quang học, bao gồm nguy cơ sai số đo. Hệ thống máy tính tự động đánh giá hình ảnh hiện đại làm giảm đáng kể nguồn lỗi này.
- Mặc dù sử dụng tải trọng thử nghiệm cao, nhưng bề mặt phải được chuẩn bị tốt để đạt được độ chính xác cao cần thiết cho phép đo vết lõm.
- Do đó, xét nghiệm Brinell không phải là một nhiệm vụ nhanh chóng và không thích hợp cho các xét nghiệm thông thường. Để tránh nhược điểm này, phương pháp Rockwell thường được sử dụng với máy xuyên Brinell và tải trọng thử nghiệm Brinell (xem chương tiếp theo).
- Các thử nghiệm trên bề mặt hình trụ không thể thực hiện được. Nếu các mẫu thử như vậy cần phải là tinh hoàn, thì bề mặt phải được chuẩn bị để tạo ra diện tích đồng đều cho phép đo
Tags: 2d measure machine, Hardness Measurement Solution, máy do 2d, máy do cmm, máy đo 3d, máy đo độ cứng, máy đo độ cứng brinell, máy đo độ cứng Rockwell, Sinowon, vision measuring machine