Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 258:1967

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 258:1967 quy định phương pháp thử độ cứng Vickers đối với kim loại và hợp kim. Đây là một trong những văn bản kỹ thuật nền tảng trong lĩnh vực cơ khí, luyện kim và kiểm định chất lượng vật liệu tại Việt Nam. Phương pháp này xác định độ cứng của vật liệu bằng cách tác dụng một tải trọng tĩnh lên mũi đâm kim cương hình tháp bốn cạnh đều và đo kích thước vết lõm để lại trên bề mặt mẫu thử.

Điều 1: Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

Điều khoản này xác định rõ giới hạn pháp lý và kỹ thuật của phương pháp thử độ cứng Vickers:

• Phương pháp này áp dụng để xác định độ cứng cho các loại kim loại, hợp kim, bao gồm cả các chi tiết có kích thước nhỏ, mỏng hoặc các lớp phủ bề mặt (như lớp mạ, lớp thấm cacbon, thấm nitơ) mà các phương pháp thử độ cứng khác như Brinell hay Rockwell không thể thực hiện chính xác.
• Tiêu chuẩn quy định dải tải trọng thử nghiệm tiêu chuẩn từ nhỏ đến lớn, cho phép linh hoạt áp dụng tùy thuộc vào đặc tính cơ lý và độ dày của vật liệu cần kiểm tra.

Điều 2: Nguyên lý của phương pháp thử độ cứng Vickers

Nguyên lý đo lường được quy định chi tiết nhằm đảm bảo tính thống nhất và độ chính xác cao trong quá trình thực nghiệm:

• Sử dụng một mũi đâm bằng kim cương có dạng hình tháp bốn cạnh đều, với góc giữa các mặt đối diện ở đỉnh quy chuẩn là 136 độ.
• Mũi đâm được ấn vào bề mặt mẫu thử dưới tác dụng của một tải trọng tĩnh xác định (ký hiệu là F). Tải trọng này được duy trì ổn định trong một khoảng thời gian quy định trước khi thu hồi.
• Sau khi rút mũi đâm, tiến hành đo chiều dài của hai đường chéo vết lõm hình vuông còn lại trên bề mặt mẫu thử bằng thiết bị quang học.
• Trị số độ cứng Vickers (ký hiệu là HV) được xác định bằng thương số giữa tải trọng thử nghiệm và diện tích bề mặt vết lõm, tính toán dựa trên trị số trung bình cộng của hai đường chéo đo được.

Điều 3: Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị thử nghiệm và mũi đâm

Để kết quả thử nghiệm đạt độ tin cậy tối đa, tiêu chuẩn đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt đối với thiết bị đo:

• Máy thử độ cứng: Phải có khả năng tăng tải trọng một cách êm ái, liên tục, không bị chấn động hoặc rung lắc. Hệ thống kiểm soát thời gian duy trì tải trọng phải hoạt động chính xác theo đúng thiết kế.
• Mũi đâm kim cương: Bề mặt kim cương phải nhẵn bóng, không được có vết sứt mẻ, nứt vỡ hoặc khuyết tật hình học. Góc đỉnh giữa các mặt đối diện của hình tháp phải đạt chính xác 136 độ với sai số cho phép cực kỳ hạn chế (không quá ± 30 phút).
• Thiết bị đo lường quang học: Kính hiển vi hoặc bộ phận đo tích hợp trên máy phải có độ phóng đại phù hợp và độ chính xác cao, đảm bảo sai số phép đo đường chéo vết lõm nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn kỹ thuật.

Điều 4: Yêu cầu đối với mẫu thử nghiệm

Quy trình chuẩn bị mẫu thử là yếu tố quyết định đến tính chính xác của phép đo độ cứng Vickers:

• Trạng thái bề mặt: Bề mặt của mẫu thử phải phẳng, nhẵn và hoàn toàn sạch sẽ, không bám vảy oxit, dầu mỡ, bụi bẩn hoặc các tạp chất khác. Quá trình gia công bề mặt (như mài cơ học hoặc đánh bóng) phải được thực hiện cẩn thận để tránh hiện tượng biến cứng bề mặt hoặc làm thay đổi cấu trúc tổ chức của kim loại do ảnh hưởng của nhiệt độ.
• Độ dày tối thiểu của mẫu: Mẫu thử phải có độ dày đủ lớn để không xuất hiện vết biến dạng hoặc vết lồi ở mặt đối diện sau khi thực hiện phép thử. Theo quy định, độ dày tối thiểu của mẫu thử hoặc lớp kim loại thử nghiệm phải lớn hơn ít nhất 1,5 lần chiều dài đường chéo của vết lõm.
• Gá đặt mẫu thử: Mẫu thử phải được đặt chắc chắn và cân bằng trên bàn máy. Bề mặt được thử nghiệm phải vuông góc hoàn toàn với trục di chuyển của mũi đâm kim cương để tránh hiện tượng trượt hoặc méo vết lõm trong quá trình ép tải.