Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5747:2008

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5747:2008 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 2639:2002, quy định phương pháp xác định và kiểm tra chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng (thường được ký hiệu là CHD) của thép. Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các lớp thấm cacbon và lớp thấm cacbon-nitơ có chiều sâu dự kiến lớn hơn 0,3 mm sau khi nhiệt luyện. Đây là tài liệu kỹ thuật quan trọng giúp các doanh nghiệp, phòng thí nghiệm và cơ sở chế tạo cơ khí chính xác thống nhất phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt chi tiết thép sau khi xử lý hóa nhiệt.

Phạm vi áp dụng và đối tượng điều chỉnh (Điều 1)

Tiêu chuẩn này quy định cụ thể về phạm vi áp dụng đối với các sản phẩm thép đã qua quá trình thấm cacbon hoặc thấm cacbon-nitơ và được tôi cứng. Đối tượng điều chỉnh chính bao gồm:

• Các chi tiết máy, linh kiện cơ khí bằng thép yêu cầu độ cứng bề mặt cao và khả năng chịu mài mòn tốt nhưng vẫn giữ được độ dẻo dai ở lõi.
• Các lớp biến cứng có chiều sâu lớn hơn 0,3 mm. Đối với các lớp mỏng hơn, tiêu chuẩn này có thể được áp dụng nếu có sự thỏa thuận trước giữa các bên liên quan về lực thử và sai số cho phép.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tiêu chuẩn đo lường độ cứng là bắt buộc. Các tài liệu viện dẫn cốt lõi bao gồm:

• TCVN 258-1 (ISO 6507-1) về thử độ cứng Vickers đối với vật liệu kim loại.
• Các tiêu chuẩn liên quan đến việc hiệu chuẩn máy thử độ cứng và kiểm tra tấm chuẩn độ cứng tương ứng.

Các thuật ngữ và định nghĩa quan trọng (Điều 3)

Tiêu chuẩn đưa ra định nghĩa thống nhất để tránh các sai lệch trong quá trình thực nghiệm và nghiệm thu sản phẩm:

• Chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng (CHD): Được định nghĩa là khoảng cách thẳng góc tính từ bề mặt chi tiết đến lớp có độ cứng bằng độ cứng giới hạn quy định.
• Độ cứng giới hạn (Limit hardness): Là giá trị độ cứng được chọn làm mốc để xác định ranh giới của lớp biến cứng. Theo quy định tiêu chuẩn, độ cứng giới hạn được ấn định là 550 HV (đo bằng phương pháp Vickers). Tuy nhiên, tùy thuộc vào mác thép hoặc yêu cầu kỹ thuật đặc thù, các bên có thể thỏa thuận một giá trị độ cứng giới hạn khác (ví dụ: 500 HV hoặc 600 HV).

Nguyên lý và phương pháp xác định (Điều 4)

Phương pháp xác định chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng dựa trên việc đo độ cứng Vickers trên mặt cắt ngang vuông góc với bề mặt thấm cacbon của chi tiết. Quy trình thực hiện bao gồm các bước nghiêm ngặt sau:

• Chuẩn bị mẫu thử: Mẫu thử phải được cắt ra từ chi tiết hoặc mẫu chứng kèm theo. Mặt cắt dùng để đo độ cứng phải được mài và đánh bóng cơ học cẩn thận. Quá trình chuẩn bị mẫu phải đảm bảo không làm thay đổi cấu trúc tế vi hoặc độ cứng của lớp bề mặt do ảnh hưởng của nhiệt độ hoặc hiện tượng biến cứng nguội khi cắt gọt.
• Lựa chọn lực thử: Lực thử tiêu chuẩn thường dùng là 9,807 N (tương đương HV 1). Trong một số trường hợp đặc biệt, có thể sử dụng lực thử nhỏ hơn từ 1,961 N đến 49,03 N (HV 0,2 đến HV 5) tùy thuộc vào chiều sâu dự kiến của lớp biến cứng và độ mịn của tổ chức tế vi.
• Thực hiện phép đo: Tiến hành tạo các vết đâm độ cứng dọc theo một hoặc nhiều đường vuông góc với bề mặt mẫu thử. Khoảng cách giữa các vết đâm phải đủ lớn (tối thiểu bằng 2,5 lần đường chéo vết đâm) để tránh ảnh hưởng của vùng biến cứng cục bộ do vết đâm trước đó gây ra.
• Xác định kết quả: Trị số CHD được xác định bằng cách vẽ đường cong biểu diễn sự phân bố độ cứng theo khoảng cách tính từ bề mặt. Điểm giao cắt của đường cong này với đường thẳng biểu diễn giá trị độ cứng giới hạn (550 HV) chính là chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng cần tìm.