Thoạt nhìn, những bảng tra độ cứng thép với vô số con số có thể khiến bạn liên tưởng đến những bức tranh trừu tượng khó hiểu. Tuy nhiên, ẩn sau vẻ ngoài bí ẩn ấy là công cụ vô cùng quan trọng đối với các kỹ sư và thợ cơ khí. Trong lĩnh vực công nghiệp và chế tạo, việc hiểu biết và sử dụng thành thạo bảng tra độ cứng thép không chỉ là kỹ năng thiết yếu mà còn là nền tảng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm. Hãy cùng Mỹ Việt khám phá sâu hơn về tầm quan trọng của công cụ này và cách thức vận dụng hiệu quả trong công việc hàng ngày của các kỹ sư và thợ cơ khí. 

1. Tại sao cần sử dụng bảng tra độ cứng thép?

Độ cứng là một tính chất quan trọng của thép, thể hiện khả năng chống biến dạng dẻo của vật liệu khi chịu tác động của lực. Độ cứng càng cao thì bề mặt càng bền và các hoạt động bề mặt càng khó khăn như cắt và gia công. Đối với các kỹ sư và thợ cơ khí, bảng tra độ cứng thép đóng vai trò thiết yếu trong việc:

• Lựa chọn mác thép phù hợp: Mỗi mác thép có độ cứng khác nhau, phù hợp với những ứng dụng cụ thể. Ví dụ, thép A36 có độ cứng thấp hơn thép SS400, do đó thích hợp cho các kết cấu chịu tải nhẹ, trong khi thép SS400 thích hợp cho các kết cấu chịu tải trọng lớn hơn.

Chọn loại mác thép phù hợp với những ứng dụng cụ thể

• Kiểm tra chất lượng thép: Bảng tra độ cứng giúp so sánh độ cứng thực tế của thép với độ cứng tiêu chuẩn của mác thép đó, từ đó đánh giá chất lượng thép và phát hiện những sai lệch về chất lượng.
• Dự đoán tính năng của thép: Độ cứng của thép ảnh hưởng đến nhiều tính năng khác như độ bền kéo, độ dẻo dai, khả năng gia công,... Bảng tra độ cứng giúp dự đoán những tính năng này dựa trên giá trị độ cứng của thép.

2. Bật mí bảng tra và cách tra độ cứng của thép 

Trước khi ứng dụng các phương pháp thử độ cứng, chúng ta phải lựa chọn đúng loại phương pháp sử dụng. Có rất nhiều cách kiểm tra độ cứng, tuy nhiên nếu muốn tận dụng thử nghiệm nào, bạn cần đáp ứng đúng tiêu chuẩn của thử nghiệm đó. Dưới đây, Mỹ Việt đã tổng hợp các phương pháp để kiểm tra, bảng tra được kiểm chứng và đưa ra một vài ví dụ cụ thể giúp bạn tham khảo nhé: 

2.1. Các phương pháp để kiểm tra độ cứng của thép

Hiện nay, có nhiều phương pháp để kiểm tra độ cứng của thép, phổ biến nhất là:

• Phương pháp Brinell (HB): Phương pháp thử độ cứng Brinell là phương pháp kiểm tra độ cứng lâu đời nhất, lần đầu xuất hiện vào năm 1900 và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kỹ thuật và luyện kim. Theo đó, chuyên gia sử dụng phương pháp này cần tới viên bi thép (đường kính khoảng 10mm), ấn một lực đo Brinell là 3000kg vào bề mặt kim loại phương pháp này chỉ dùng để đo độ cứng dưới 450HB, nếu vật liệu cứng hơn sẽ dẫn tới sai số lớn hơn. Theo đó, sử dụng một mũi bi thép nung nóng ấn vào bề mặt thép dưới áp lực nhất định, sau đó đo đường kính méo lún để xác định độ cứng. 
• Phương pháp Rockwell (HR): Rockwell (HR: HRB, HRC, HRA ) là một phương pháp đo nhanh dùng để kiểm soát chất lượng sản xuất, chủ yếu dùng cho các vật liệu bằng kim loại. Đặc điểm của phương pháp này là đo độ cứng các mẫu lớn thông qua tác động làm lõm với vật thử là đầu mũi kim cương hình nón hoặc bi thép cứng. Nói cách khác, chuyên gia sẽ tính toán độ cứng Rockwell bằng cách đo độ sâu của vết lõm. 

Phương pháp Rockwell (HR) đo độ cứng thép qua độ sâu vết lõm

• Phương pháp Vickers (HV): Đây được xem là phương pháp thay thế cho thang đo độ cứng Brinell, bởi tính đơn giản trong sử dụng cũng như ứng dụng tốt cho những bề mặt vật liệu vô cùng cứng. Thang đo độ cứng HV (Vickers) chủ yếu dùng tại các phòng thí nghiệm và được coi là phương pháp đo độ cứng tiêu chuẩn trong nghiên cứu khoa học. Sử dụng một kim cương hình chóp tứ giác ấn vào bề mặt thép dưới áp lực nhất định, sau đó đo đường chéo méo lún để xác định độ cứng.

Phương pháp thử nghiệm Vickers (HV) đo độ cứng thép qua đường chéo méo lún

2.2. Tham khảo bảng đo độ cứng đạt chuẩn đo lường quốc gia 

Bảng quy đổi thường cung cấp thông tin cho từng phương pháp đo độ cứng phổ biến như Brinell (HB), Rockwell (HR) và Vickers (HV). Xác định phương pháp đo cứng đã được sử dụng cho vật liệu của bạn (ví dụ: HB, HRB, HRC, HV10). Giá trị này thường được ghi trên báo cáo kiểm tra độ cứng hoặc đo trực tiếp bằng máy đo độ cứng.

Dưới đây là bảng quy đổi độ cứng qua độ bền kéo (kg/mm2) do Thủ Tướng Việt Nam phê duyệt và được sử dụng làm chuẩn để so sánh độ cứng của thép.

Bảng quy đổi độ cứng thép qua độ bền kéo

Lưu ý: Độ bền kéo là một tính chất cơ lý quan trọng của thép, thể hiện khả năng chịu đựng lực kéo (lực căng) tối đa mà vật liệu không bị đứt trước khi biến dạng vĩnh viễn. Nó được đo bằng đơn vị N/mm² (Newton trên milimet vuông) hoặc MPa (Megapascal).

2.3. Cách sử dụng bảng tra độ cứng thép và ví dụ minh họa

Sau đây là các bước đọc và sử dụng bảng quy đổi độ cứng sang độ bền kéo (tensile strength):

Bước 1: Xác định phương pháp đo độ cứng

Bảng quy đổi thường cung cấp thông tin cho từng phương pháp đo độ cứng phổ biến như Brinell (HB), Rockwell (HR) và Vickers (HV). Xác định phương pháp đo độ cứng đã sử dụng cho vật liệu của bạn (ví dụ: HB, HRB, HRC, HV10).

Bước 2: Tìm giá trị độ cứng

Xác định giá trị độ cứng đo được cho vật liệu của bạn. Giá trị này thường được ghi trên báo cáo kiểm tra độ cứng hoặc đo trực tiếp bằng máy đo độ cứng.

Bước 3: Dựa vào thông tin bảng quy đổi để kiểm tra

Bước 4: Xác định mác thép chính xác của vật liệu bạn đang sử dụng. Mác thép ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa độ cứng và độ bền kéo.

Bước 5: Tìm giá trị độ bền kéo tương ứng:

Dựa vào giá trị độ cứng, phương pháp đo độ cứng và mác thép, tra cứu bảng quy đổi để tìm giá trị độ bền kéo tương ứng. Giá trị này thường được biểu thị bằng đơn vị kg/mm² hoặc MPa.

Ví dụ minh họa: 

• Nếu bạn biết giá trị phần cứng của thép Brinell là 180 BHN, bạn có thể nghiên cứu bảng để tìm giá trị bền kéo tương ứng, độ dốc là 42 kg/mm².
• Ngược lại, nếu bạn biết độ bền của thép là 285 N/mm2, bạn có thể nghiên cứu bảng để tìm độ cứng giá trị tương ứng với Brinell, độ dốc là 187 BHN.

Lưu ý:

• Bảng quy đổi chỉ cung cấp giá trị xấp xỉ độ bền kéo. Để có kết quả chính xác hơn, cần thực hiện thí nghiệm kéo căng cho vật liệu cụ thể.
• Các yếu tố như thành phần hóa học, vi cấu trúc và quá trình xử lý nhiệt của thép cũng ảnh hưởng đến độ bền kéo.
• Nên tham khảo ý kiến chuyên gia về vật liệu hoặc kỹ sư để có được thông tin chính xác và phù hợp nhất cho ứng dụng cụ thể của bạn.

3. Cách lựa chọn thép đạt chuẩn chất lượng cao

Việc chọn thép chất lượng cao đáp ứng các yêu cầu cụ thể của bạn bao gồm việc xem xét các yếu tố khác nhau, bao gồm độ cứng, độ bền bề mặt, khả năng gia công và ứng dụng dự định. Dưới đây là hướng dẫn toàn diện để giúp bạn chọn loại thép phù hợp với nhu cầu của mình:

• Hiểu được mối quan hệ giữa độ cứng và độ bền bề mặt: Thông thường, độ cứng cao hơn thường có nghĩa là độ bền bề mặt cao hơn. Điều này có nghĩa là thép có thể chống mài mòn, mài mòn và lõm tốt hơn.
• Đánh giá sự cân bằng giữa độ cứng và khả năng gia công: Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, bạn có thể cần cân bằng giữa độ cứng và khả năng gia công. Ví dụ: nếu thành phần thép yêu cầu gia công rộng rãi, bạn có thể ưu tiên khả năng gia công hơn là độ cứng cực cao
• Tham khảo ý kiến ​​nhà sản xuất, nhà cung cấp thép: Các nhà sản xuất và nhà cung cấp thép có uy tín có thể cung cấp những hướng dẫn có giá trị trong việc lựa chọn loại thép phù hợp với nhu cầu cụ thể của bạn.Họ có thể cung cấp các bảng dữ liệu kỹ thuật,khuyến nghị ứng dụng,và lời khuyên của chuyên gia.
• Ưu tiên chứng nhận chất lượng: Đảm bảo thép bạn mua đáp ứng các tiêu chuẩn và chứng nhận chất lượng liên quan.Các nhà sản xuất thép có uy tín tuân thủ các quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và đạt được chứng nhận từ các tổ chức như ASTM (Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ). 

Ưu tiên doanh nghiệp sản xuất thép có chứng nhận dây chuyền đạt chuẩn

Công ty TNHH Thương mại và Công nghiệp Mỹ Việt là một trong những doanh nghiệp đầu tiên tại Việt Nam hoạt động sản xuất & kinh doanh tôn thép được thành lập từ năm 1994. Trải qua hơn 30 năm hoạt động, sản phẩm thép của Mỹ Việt đã đạt được nhiều chứng nhận tin dùng cũng như các sản phẩm đều đạt chuẩn chất lượng ASTM Hoa Kỳ và JIS Nhật Bản với hơn 3000 đại lý phân phối thép trên toàn quốc. Nếu bạn có nhu cầu tìm hiểu và mua thép chất lượng cao. Hãy nhanh tay liên hệ ngay qua Tổng đài 0243 733 0886 (số máy lẻ 02) hoặc Trung tâm bảo hành 1800 5777 86 (miễn cước gọi đến). Mỹ Việt luôn sẵn sàng tư vấn và cung cấp những thông tin cần thiết về sản phẩm thép tới khách hàng. 

Hy vọng bài viết trên đây đưa cho bạn những thông tin hữu ích về việc sử dụng độ cứng chính xác của bảng sẽ góp phần đảm bảo chất lượng và độ an toàn cho các công cụ xây dựng và sản phẩm cơ khí.