TN vật liệu học xư lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ

BÀI BÁO CÁO
ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI

SVTH
MSSV
GV LÝ THUYẾT

:Lương Hồng Đức

NHÓM HỌC LÝ THUYẾT

:L01

NGÀY THỰC HÀNH

:02/04/2019

NHÓM THỰC HÀNH

:L03-6

TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2019


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

BÀI 1. ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI
1. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
Biết được độ cứng của vật mẫu. Nắm vững nguyên lý đo độ cứng theo các phương
pháp Brinell, Rockwell và vicker. Làm quen và biết cách sử dụng các máy đo độ
cứng thông dụng. Có cở sở để sử dụng vật liệu, chế tạo những chi tiết cần độ bền
phù hợp. Hoàn thành môn học thí nghiệm Vật liệu học và xử lí. ............................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. TÓM TẮT LÝ THUYẾT (Viết ngắn gọn không quá 2 trang word)
Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của kim loại, dưới tác dụng
của tải trọng thông qua mũi đâm.
Độ cứng là một đặc trưng cơ tính quan trọng của vật liệu. Nó có thể dễ dàng đo
được thông qua các thiết bị đo mà không cần phải phá hủy mẫu.
Phương pháp đo độ cứng có ưu điểm: Từ giá trị độ cứng đo được, có thể suy ra độ
bền của kim loại dẻo. Đo độ cứng đơn giản, thời gian ngắn (từ vài giây đến vài
phút). Mẫu thử không phải chuẩn bị đặc biệt. Không phá hủy mẫu khi thử. Có thể
đo được chi tiết rất lớn hoặc rất nhỏ, rất dày hoặc rất mỏng (các lớp mạ, thấm…)
Các phương pháp đo độ cứng:
Phương pháp đo độ cứng Brinell: Nguyên lý của phương pháp này là ấn một viên bi
bằng thép đã được tôi cứng, lên bề mặt mẫu, dưới tác dụng của tải trọng, trên bề
mặt mẫu có vết lõm hình chỏm cầu. .........................................................................
Phương pháp đo độ cứng Rockwell: Phương pháp này tiến hành bằng cách ấn mũi
đâm kim cương hoặc hợp kim cứng hình côn, có góc ở đỉnh là 1200, hoặc viên bi
thép có đường kính 1/16”, 1/8”, 1/4”, 1/2” lên bề mặt vật liệu. Số đo độ cứng
Rockwell được xác định bằng hiệu số chiều sâu, khi tác dụng tải trọng sơ bộ P0 =
100N và tải trọng chính P1 .......................................................................................
Phương pháp đo độ cứng Vicker: Phương pháp Vicker về nguyên lý đo giống như
phương pháp Brinell, nhưng thay mũi bi bằng mũi kim cương hình tháp, có góc
giữa hai mặt bên là 1360. Tải trọng sử dụng P = 50 ÷ 1500N, phụ thuộc vào chiều

dày mẫu đo. Đo theo phương pháp Vicker có thể áp dụng cho các chi tiết rất cứng
hoặc mềm, và số đo độ cứng không phụ thuộc vào tải trọng ...................................
..................................................................................................................................
SV:

2


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

..................................................................................................................................
3. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
Kiểm tra 15 phút đầu giờ( Xem lại bài học, điểm danh, kí tên, kiểm tra phần đọc bài
trước ở nhà ) – Giáo viên hướng dẫn làm thí nghiệm và chia nhóm – Giáo viên phát
phôi cho từng nhóm – Tiến hành làm thí nghiệm: Đo giá trị HRA 3 lần ở máy số 1
với mốc 60Kg và tính giá trị trung bình của HRA = 65.5, tiến hành đo HRC 3 lần ở
máy đo số 1 với mốc 150Kg và tính giá trị trung bình HRC = 31.5, đo HV 3 lần
bằng cách tạo ra 3 vết lõm trên mẫu bằng máy đo số 2 với mức 980N, đánh dấu 3
vết lõm và đưa vào kính hiển vi để quan sát kích thước 2 đường chéo của từng vết
lõm vừa tạo, từ kích thước đường chéo ta tính được giá trị HV của từng vết lòm và
tính được giá trị trung bình của HV = 287.87 – Theo giá trị HRA trung bình đo
được, tra bảng và dùng phương pháp nội suy để tìm ra được các giá trị HRC lí
thuyết HRClí thuyết= 30.36 và HV lí thuyết HVlý thuyết= 304.29 – Tính toán giá trị sai
số giữa lí thuyết và thực nghiệm ( 3.75% đối với HRC và 5.4% đối với HV) – Nhờ
giáo viên kiểm tra, khi kết quả đạt yêu cầu nộp lại phôi cùng số liệu đo đạc và ra về.
..................................................................................................................................
4. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC (Chọn phương pháp đo của nhóm: HV, HB, HRB,
HRC)
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

BẢNG 1. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC
LẦN 1

LẦN 2

LẦN 3

TRUNG BÌNH

HRA

65.5

66

65

65.5

HRC

32

31

31.5

31.5

LỖ 1

LỖ 2

LỖ 3

ĐƯỜNG CHÉO
HV/HB

D1

798.27μm 809.33μm 788.77μm

798.79μm

D2

809.82μm 820.17μm 789.97μm

806.65μm

5. XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO (Trình bày cách xử lý và áp dụng – Chọn loại độ
cứng thích hợp)
Đo HRA 3 lần, ta được: HRA1=65.5, HRA2=66, HRA3=65. Suy ra HRAtb=
HRA1  HRA2  HRA3 65.5  66  65

 65.5 ˃ 60  Tiến hành đo HRA và HV. Đo
3
3

HRC 3 lần, ta được: HRC1= 32, HRC2= 31, HRC3= 31.5. Suy ra HRCtb=

HRC1  HRC2  HRC3 32  31  31.5
P

 31.5 . Đo HV theo công thức HV= 1.854 2
3
3
d

SV:

3


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

với d=

D1  D2
và P=980/9.8=100, từ số liệu ta tính được: HV1= 286.78, HV2=
2

279.29, HV3= 297.54. Suy ra
HVtb 

HV1  HV2  HV3 286.78  279.29  297.54

 287.87 .....................................
3
3

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Tra bảng:

̅̅̅̅̅̅
HRA = 65.5 → HVlý thuyết = 304.29
Tính toán HRC
̅̅̅̅̅̅
HRA = 65.6 → HRClý thuyết = 30.36
Tính phần trăm sai số giữa thực tế và lý thuyết:

SV:

4


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

Phần trăm sai số HRC:
% HRC 

HRClythuyet  HRCtb
HRClythuyet

100% 

30.36  31.5
100%  3.75% ...........................
30.36

..................................................................................................................................
1.854

Tính toán HV: 1.854

P
 D1  D2 


 2 

2

P
 D1  D2 


 2 

2

D1 và D2 Lỗ 1 → HV1 = 286.78

SV:

5


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

D1 và D2 Lỗ 2 → HV/HB2 = 279.29

SV:

6


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

D1 và D2 Lỗ 3 → HV/HB3 = 297.54

SV:

7


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

̅̅̅̅đ𝑜 = 287. .87
 HV
Tính phần trăm sai số giữa thực tế và lý thuyết:
Phần trăm sai số HV:
% HV 

HVlythuyet  HVtb
HVlythuyet

100% 

304.29  287.87

100%  5.40%
304.29

..................................................................................................................................
SV:

8


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

..................................................................................................................................

SV:

9


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ

6. NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN
Sai số trong quá làm thí nghiệm không quá lớn. Một số nguyên nhân gây sai số: sai
số dụng cụ đo, mũi đâm bị biến dạng( mũi mẻ ở một góc ) dẫn đến không thể xác
định chính xác hình dạng vết lõm, sai số trong quá trình vận hành máy ko đúng quy
cách( đặt phôi, gạt cần,… ), sai số do quá trình đọc số liệu( đọc trên đồng hồ máy,
xác định chiều dài các đường chéo,… ), Sai số trong quá trình tính toán( làm tròn số
). Để hạn chế sự sai số cần hiểu rỏ hơn trình tự và quy cách làm thí nghiệm cũng
như các quy tắc làm tròn số. .....................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

SV:

10