Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 258-1:2007

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 258-1:2007 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 6507-1:2005, quy định phương pháp thử độ cứng Vickers đối với vật liệu kim loại. Đây là văn bản kỹ thuật cốt lõi giúp thống nhất quy trình thử nghiệm, đảm bảo tính chính xác, khách quan và khả năng so sánh kết quả đo lường cơ tính vật liệu trong các lĩnh vực sản xuất, chế tạo và nghiên cứu khoa học.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Điều 1 xác định rõ giới hạn, đối tượng và các khoảng lực thử được áp dụng trong phương pháp thử độ cứng Vickers:

• Đối tượng áp dụng: Phương pháp này được thiết kế để xác định độ cứng Vickers cho các loại vật liệu kim loại, bao gồm cả các kim loại có độ cứng cao và các lớp phủ bề mặt (như lớp mạ, lớp thấm cacbon, thấm nitơ).
• Phân loại theo lực thử: Tiêu chuẩn chia phương pháp thử thành ba khoảng lực thử chính dựa trên độ lớn của lực tác dụng:
  • Thử độ cứng Vickers thông thường: Áp dụng lực thử có độ lớn lớn hơn hoặc bằng 49,03 N (ký hiệu tối thiểu là HV 5).
  • Thử độ cứng Vickers lực nhỏ: Áp dụng lực thử nằm trong khoảng từ 1,961 N đến dưới 49,03 N (tương ứng từ HV 0,2 đến dưới HV 5).
  • Thử độ cứng vi Vickers: Áp dụng lực thử cực nhỏ nằm trong khoảng từ 0,0098 N đến dưới 1,961 N (tương ứng từ HV 0,001 đến dưới HV 0,2).
• Giới hạn kích thước vết lõm: Tiêu chuẩn quy định phương pháp này chỉ áp dụng cho các vết lõm có đường chéo lớn hơn hoặc bằng 0,020 mm. Trường hợp vết lõm nhỏ hơn giới hạn này, kết quả đo có thể không đảm bảo độ chính xác và cần áp dụng các phương pháp đo lường chuyên biệt khác.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Điều 2 quy định các tài liệu viện dẫn bắt buộc phải áp dụng song song để đảm bảo tính đồng bộ và chuẩn xác của phép thử. Các tài liệu này bao gồm:

• TCVN 258-2 (ISO 6507-2): Tiêu chuẩn về kiểm định và hiệu chuẩn máy thử độ cứng Vickers, đảm bảo thiết bị đo đạt tiêu chuẩn kỹ thuật trước khi tiến hành thử nghiệm.
• TCVN 258-3 (ISO 6507-3): Tiêu chuẩn về hiệu chuẩn các tấm chuẩn độ cứng được sử dụng để kiểm tra định kỳ máy thử.
• TCVN 258-4 (ISO 6507-4): Tiêu chuẩn cung cấp các bảng trị số độ cứng Vickers được tính toán sẵn, giúp tra cứu nhanh chóng trị số độ cứng từ kết quả đo đường chéo vết lõm.

Nguyên lý thử nghiệm (Điều 3)

Điều 3 mô tả chi tiết nguyên lý vật lý và cơ học của phép thử độ cứng Vickers:

• Công cụ đâm: Sử dụng một mũi đâm bằng kim cương có dạng hình tháp đều, đáy hình vuông với góc giữa các mặt đối diện ở đỉnh được quy định nghiêm ngặt là 136 độ.
• Quá trình tác lực: Mũi đâm kim cương được ấn vào bề mặt mẫu thử dưới tác dụng của một lực thử (F) xác định. Lực thử được tăng đều đặn không có chấn động và được duy trì trong một khoảng thời gian quy định để vật liệu đạt trạng thái biến dạng dẻo ổn định.
• Đo lường kết quả: Sau khi dỡ bỏ lực thử hoàn toàn, tiến hành đo chiều dài của hai đường chéo vết lõm (d1 và d2) còn lại trên bề mặt mẫu thử bằng kính hiển vi quang học tích hợp trên máy thử.
• Xác định trị số độ cứng: Trị số độ cứng Vickers (HV) được xác định bằng thương số giữa lực thử (F) và diện tích bề mặt của vết lõm hình tháp. Diện tích này được tính toán gián tiếp thông qua giá trị trung bình cộng của hai đường chéo vết lõm (d).

Ký hiệu và giải thích (Điều 4)

Điều 4 quy định các ký hiệu toán học, đại lượng vật lý và cách thức biểu diễn kết quả thử nghiệm để đảm bảo tính thống nhất quốc tế:

• Ký hiệu đại lượng:
  • Góc đỉnh tháp kim cương: Được ký hiệu bằng trị số góc 136 độ.
  • Lực thử (F): Tính bằng đơn vị Newton (N).
  • Chiều dài đường chéo vết lõm (d): Là giá trị trung bình cộng của hai đường chéo d1 và d2, tính bằng milimét (mm).
  • Độ cứng Vickers (HV): Trị số độ cứng được tính theo công thức liên hệ giữa lực thử và diện tích vết lõm.
• Quy tắc biểu diễn kết quả độ cứng: Kết quả thử độ cứng Vickers phải được viết theo cấu trúc chuẩn hóa để tránh nhầm lẫn:
  • Định dạng chung: [Trị số độ cứng] HV [Lực thử tính bằng kgf] / [Thời gian duy trì lực thử nếu khác thời gian tiêu chuẩn].
  • Ví dụ 1: 640 HV 30 biểu thị trị số độ cứng Vickers là 640, được xác định với lực thử là 294,2 N (tương đương 30 kgf) và thời gian duy trì lực thử tiêu chuẩn từ 10 giây đến 15 giây.
  • Ví dụ 2: 640 HV 30/20 biểu thị trị số độ cứng Vickers là 640, được xác định với lực thử là 294,2 N (30 kgf) nhưng thời gian duy trì lực thử được kéo dài là 20 giây.