Nội suy tuyến tính trên bảng quy đổi. Chỉ dùng cho thép không/ít hợp kim, không dùng cho lớp thấm tôi, gang, kim loại màu.
Giải thích chi tiết
- Bài toán dùng để làm gì
- Hình dung đơn giản
- Kiến thức nền cần có
- Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
- Xây dựng công thức từng bước
- Lời giải mẫu từng bước
- Áp dụng thực tế và lưu ý
Bài toán dùng để làm gì
Phòng QC, nhà cung cấp và bản vẽ thường dùng các thang độ cứng khác nhau (HV, HB, HRC). Sheet quy đổi gần đúng giữa các thang và ước lượng giới hạn bền kéo Rm từ độ cứng, theo bảng ISO 18265 cho thép không/ít hợp kim.
Hình dung đơn giản
Hãy tưởng tượng
Giống đổi đơn vị tiền tệ: cùng một độ cứng nhưng mỗi máy đo cho một con số khác nhau. Đầu kim cương Vickers, bi Brinell, mũi côn Rockwell ấn vào thép theo cách khác nhau, nên chỉ có thể đổi qua bảng thực nghiệm, không có công thức chính xác.
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.6 vật liệu (độ cứng, giới hạn bền)
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| HV | Độ cứng Vickers cần quy đổi | HV | Phiếu đo độ cứng; khoảng nội suy HRC 250–800 HV |
| HRC | Độ cứng Rockwell C cần quy đổi ngược | HRC | Phiếu đo; khoảng 22–64 HRC |
| Bảng quy đổi | Các cặp giá trị HV – HRC | – | Sheet Du_lieu, trích ISO 18265:2013 Bảng A.1 |
Xây dựng công thức từng bước
Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:
Bước 1. Brinell xấp xỉ
Với thép thường, HB gần bằng 95 % HV. Trên 450 HV không đo Brinell được vì bi bị biến dạng:
HB ≈ 0,95·HV (HV ≤ 450)
Bước 2. Giới hạn bền xấp xỉ
Độ cứng và độ bền kéo của thép có quan hệ gần tỉ lệ:
Rm ≈ 3,2·HV
Bước 3. Tìm vị trí trong bảng
Tìm hai dòng trong bảng mà giá trị cần đổi nằm giữa:
k = vị trí HVk ≤ HV < HVk+1
Bước 4. Nội suy tuyến tính
Giả thiết giữa hai điểm bảng quan hệ là đường thẳng; chiều ngược lại (HRC → HV) làm tương tự:
HRC = HRCk + (HV − HVk)·(HRCk+1 − HRCk)/(HVk+1 − HVk)
Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)
Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú / nguồn |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Độ cứng Vickers | HV | 450 | HV | Khoảng nội suy HRC: 250–800 HV |
| 6 | Độ cứng Rockwell C | HRC | 58 | HRC | Khoảng 22–64 HRC |
Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Kết quả | Đơn vị | Công thức / cách tính |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Brinell xấp xỉ (HB) | 428 | HB ≈ 0,95·HV (đo bi carbide, ≤ 450 HB) | ||
| 3 | Giới hạn bền xấp xỉ | Rm | 1 440 | MPa | Rm ≈ 3,2·HV |
| 4 | Vị trí trong bảng | k1 | 5 | ||
| 5 | Rockwell C | HRC | 45,3 | HRC | Nội suy tuyến tính giữa 2 điểm bảng |
| 7 | Vị trí trong bảng | k2 | 9 | ||
| 8 | Vickers tương ứng | HV2 | 654,3 | HV | |
| 9 | Giới hạn bền xấp xỉ | Rm2 | 2 094 | MPa | Chỉ có nghĩa với thép tôi thấu; > 1800 MPa tham khảo |
Bước C – Kết luận ví dụ
Kết quả chính: Giới hạn bền xấp xỉ = 1 440 MPa; Rockwell C = 45,3 HRC; Vickers tương ứng = 654,3 HV.
Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.
Áp dụng thực tế và lưu ý
- Kết quả quy đổi chỉ để tham khảo. Nếu bản vẽ yêu cầu HRC thì phải đo HRC; không nghiệm thu bằng số quy đổi (yêu cầu của IATF về phương pháp đo).
- Không dùng cho lớp thấm tôi mỏng, gang, nhôm, đồng – các vật liệu này có bảng quy đổi riêng hoặc không quy đổi được.
- Rm ≈ 3,2·HV chỉ đúng với thép tôi thấu; trên 1800 MPa sai số lớn.
- Chi tiết quá mỏng hoặc lớp thấm nông: dùng HV với tải nhỏ (HV1, HV0,5) thay cho HRC để mũi đo không xuyên qua lớp cứng.