Giới thiệu chung về TCVN 256:1967

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 256:1967 quy định phương pháp thử độ cứng Brinen (Brinell) đối với các loại kim loại và hợp kim. Đây là một trong những tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng trong lĩnh vực cơ khí và luyện kim tại Việt Nam, giúp xác định độ bền và khả năng chống biến dạng của vật liệu kim loại dưới tác dụng của tải trọng tĩnh.

Điều 1: Phạm vi áp dụng và nguyên lý thử nghiệm

Điều khoản này xác định rõ đối tượng áp dụng và nguyên lý cơ bản của phương pháp thử độ cứng Brinen:

• Phạm vi áp dụng: Phương pháp này áp dụng cho các loại kim loại và hợp kim có độ cứng không vượt quá giới hạn quy định (thường áp dụng cho vật liệu có độ cứng dưới 450 HB khi dùng bi thép tiêu chuẩn).
• Nguyên lý thử nghiệm: Sử dụng một mũi đâm bằng viên bi thép có đường kính xác định (D) ấn vào bề mặt mẫu thử dưới một tải trọng tĩnh (P) trong một khoảng thời gian nhất định. Sau khi bỏ tải trọng, tiến hành đo đường kính vết lõm (d) để tính toán trị số độ cứng Brinen (HB).

Điều 2: Yêu cầu đối với mẫu thử

Để đảm bảo kết quả đo chính xác và khách quan, mẫu thử cần đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt sau:

• Bề mặt mẫu thử: Phải được gia công phẳng, nhẵn, sạch sẽ, không có vảy oxit, dầu mỡ hoặc các tạp chất khác. Quá trình gia công mẫu không được làm thay đổi tính chất cơ lý của bề mặt do ảnh hưởng của nhiệt độ hoặc biến dạng nguội.
• Chiều dày mẫu thử: Chiều dày tối thiểu của mẫu thử phải gấp ít nhất 8 lần chiều sâu của vết lõm sau khi thử. Sau khi thử nghiệm, mặt dưới của mẫu thử không được xuất hiện dấu vết biến dạng rõ rệt.
• Kích thước mẫu: Phải đủ lớn để đảm bảo khoảng cách giữa các vết lõm và từ vết lõm đến mép mẫu tuân thủ đúng quy định kỹ thuật.

Điều 3: Thiết bị và dụng cụ thử nghiệm

Yêu cầu đối với máy thử độ cứng và các dụng cụ đo lường đi kèm bao gồm:

• Máy thử độ cứng: Phải đảm bảo tác dụng tải trọng một cách êm, đều, không bị chấn động và vuông góc với bề mặt mẫu thử.
• Mũi đâm (Bi thép): Đường kính viên bi thép tiêu chuẩn (D) được lựa chọn tùy theo độ dày và loại vật liệu, thông thường có các kích thước 10mm, 5mm, 2.5mm hoặc 1mm. Bi thép phải có độ cứng cao và không bị biến dạng trong quá trình thử.
• Thiết bị đo vết lõm: Kính hiển vi đo lường hoặc các dụng cụ quang học chuyên dụng phải có độ chính xác cao, cho phép đo đường kính vết lõm (d) với sai số nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn.

Điều 4: Điều kiện và quy trình tiến hành thử nghiệm

Quy trình thực hiện phép thử phải tuân thủ các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt:

• Nhiệt độ thử nghiệm: Phép thử thông thường được tiến hành ở nhiệt độ phòng (khoảng từ 10 độ C đến 35 độ C). Trong trường hợp cần độ chính xác cao hơn, nhiệt độ tiêu chuẩn được duy trì ở mức 20 độ C ± 5 độ C.
• Lựa chọn tải trọng (P) và đường kính bi (D): Tỷ lệ giữa tải trọng và bình phương đường kính bi (P/D²) phải được lựa chọn phù hợp với từng nhóm kim loại (thép, gang, đồng, nhôm) để đảm bảo góc ép tối ưu.
• Thời gian giữ tải: Thời gian duy trì tải trọng tĩnh thường từ 10 đến 15 giây đối với thép và gang. Đối với các kim loại mềm hơn như đồng, nhôm hoặc chì, thời gian giữ tải có thể kéo dài hơn (từ 30 giây đến 180 giây) để vật liệu đạt trạng thái biến dạng ổn định.
• Khoảng cách an toàn: Khoảng cách từ tâm vết lõm đến mép mẫu thử và khoảng cách giữa tâm của hai vết lõm cạnh nhau phải đảm bảo tối thiểu từ 2.5 đến 3 lần đường kính vết lõm nhằm tránh ảnh hưởng của sự biến cứng cục bộ.