Hardness là gì | Dễ hiểu nhanh – sâu – rộng

Hardness là gì là một câu hỏi tưởng chừng đơn giản, bởi chỉ cần dùng từ điển hoặc tìm kiếm đều đó là độ cứng. Nhưng lại ẩn chứa cả một thế giới phức tạp của vật liệu học. Đối với nhiều kỹ sư tập sự hay những người mới bước chân vào ngành công nghiệp, thuật ngữ này có thể là một ẩn số đầy thách thức.

1. Định nghĩa và ý nghĩa

Định nghĩa về hardness sẽ giúp chúng ta hiểu một cách sâu sắc và đúng nghĩa của từ, biết ý nghĩa sẽ giúp chúng ta biết cách vận dụng kiến thức này trong thực tế sử dụng

1.1 Định nghĩa hardess là gì

Đầu tiên, “Hardness” hay “Độ cứng” là khả năng của một vật liệu để chống lại sự biến dạng vĩnh viễn khi chịu một lực tác động. Nói cách khác, đó là mức độ kháng cự của vật liệu đối với việc bị xuyên thủng, làm lõm, cào xước hoặc mài mòn.

1.2 Ý nghĩa của hardess là gì

Cần hiểu rằng độ cứng không chỉ là một con số, chỉ số này có ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị. Trong nhiều trường hợp, việc chọn sai độ cứng có thể dẫn đến hỏng hóc sớm hoặc thậm chí gây ra sự cố nghiêm trọng.

Trong lĩnh vực sản xuất và chế tạo, độ cứng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống mài mòn bề mặt, hiệu quả trong quá trình thi công và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2. Các phương pháp đo Hardness

Trong phạm vi bài viết về hardness, chúng tôi chỉ giới thiệu về các phương pháp đo độ cứng (hardness) phổ biến hiện nay. Gồm có 4 phương pháp dưới đây

• Đo hardness bằng phương pháp Rockwell (HR): Đo chiều sâu vết lõm theo thang đo HRB và HRC
• Đo hardness bằng phương pháp Vickers (HV): Đo diện tích vết lõm gây ra bởi vật tạo lõm có dạng hình chóp với thang đo HV qui định
• Đo hardness bằng phương pháp Brinell (HB hay BHN): Đo diện tích vết lõm tạo bởi viên bi tạo lõm theo thang đo HB
• Đo hardness bằng phương pháp Leeb: Đo vận tốc trước và sau khi bật nãy ở khoảng cách 1mm từ bề mặt kiểm tra với thang đo HL

3. Chỉ số hardness trong thực tế

Trị số về hardness thường được qui định cụ thể trong từng tiêu chuẩn, qui định cũng như specification của từng vật liệu, từng loại sản phẩm của các nhà máy. Trong phạm vi ngành chúng tôi có thể chỉ rõ cho người đọc biết qua ví dụ (ảnh đính kèm)

Theo trường hợp đang nêu, tiêu chuẩn EN12165 qui định về trị số hardness của mác đồng CW617N có giá trị Min = 70 và Max = 170HB. Theo đó tất cả các sản phẩm sử dụng vật liệu này sẽ thừa hưởng hardness theo qui định này, điển hình là các van bi đồng mà tiêu biểu là van bi Itap của Italy

4. Hardness trong van công nghiệp

Đo độ cứng (Hardness) trên van công nghiệp là một trong những thông số quan trọng, chỉ số này giúp đảm bảo độ cứng cho bề mặt van, giúp van hoạt động tốt trong suốt thời gian vận hành. Nhất là khi lắp đặt van, độ cứng bề mặt đảm bảo cho van được kết nối chắc chắn khi siết bu lông mà không bị mài mòn

4.1 Vai trò của chỉ số hardness trên vật liệu valve

• Chống mài mòn: Van thường xuyên tiếp xúc với chất lỏng, có khi là chất ăn mòn, chỉ số hardness cao giúp bảo vệ bề mặt van khỏi sự mài mòn của lưu chất.
• Duy trì kín khít: Vật liệu có hardness phù hợp đảm bảo các bề mặt tiếp xúc của van (như đĩa và đế van) duy trì hình dạng, giúp van đóng kín hiệu quả.
• Chịu áp lực: Van công nghiệp thường làm việc dưới áp suất cao, hardness lớn đúng mức giúp van chịu được áp lực mà không bị biến dạng.
• Tuổi thọ: Van với hardness tốt sẽ có tuổi thọ cao hơn, giảm chi phí bảo trì và thay thế.

4.2 Vị trí đo hardness trên van

Việc đo chỉ số hardness cần được thực hiện tại các vị trí quan trọng của van

• Thân van: Nơi chịu áp lực
• Đĩa van: Bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy
• Trục van: Chịu lực xoắn khi vận hành
• Mặt bích: Đảm bảo tính kín khít kết nối

5. Mối tương quan giữa chỉ số hardness với các trị số khác

Với mỗi vật liệu valve, cũng như các vật liệu khác. Trị số hardness, thường sẽ có tương quan với các thông số quan trọng khác như

• Yield strength
• Tensile strength