Phép kiểm tra độ cứng kiểu bật nảy (Leeb)

Phép kiểm tra độ cứng theo kiểu bật trả, người ta sử dụng một vật cứng (hợp kim cứng hình cầu hay kim cương hình chóp) được gắn vào đầu của một vật (Impact body) dùng bắn lên bề mặt của vật cần đo. Lực bắn được sinh ra từ sức nén của một lò xo gắn ở phía trên. Nguyên tắc đo được minh họa trong hình số 1. 

Hình 1: Nguyên lí của phương pháp đo độ cứng Leeb

Khi vật va đập lên bề mặt của vật cần đo thì vật bắn gây ra biến dạng trên bề mặt vật cần đo đồng thời vật bắn bị mất đi một phần tốc độ. Vật liệu cần đo càng mềm thì tốc độ của vật bắn càng giảm. Vết biến dạng sinh ra trên bề mặt vật cần đo sẽ tỷ lệ với độ cứng của vật. Tuy thế trong trường hợp này người ta không đo vết biến dạng mà đo trực tiếp năng lượng bị mất đi sau khi va đập của vật bắn qua việc xác định tốc độ bắn và tốc độ bật trả của vật bắn. Vận tốc của vật bắn được xác định theo phương pháp không tiếp xúc. Trong trường hợp này người ta gắn thêm 1 đầu từ lên vật bắn (hình 2).

Hình 2: Mặt cắt của vật bắn và cuộn dây

Khi đầu từ bay qua cuộn dây ở phía gần đáy của máy đo thì trong cuộn dây sẽ sinh ra 1 dòng cảm ứng (hình 3).

Hình 3: Đồ thị minh họa điện thế cảm ứng trong cuộn dây khi vật bắn bay qua

Dòng cảm ứng này sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ của vật bắn. D. Leeb đã vận dụng mối tương quan này và định nghĩa: HL = 1000* A / B là độ cứng Leeb (HL). Vì lý do phát triển sau nên độ cứng Leeb chưa được chấp nhận rộng rãi như những độ cứng cổ điển. Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ độ cứng Leeb sang các độ cứng khác đã được thực hiện đơn giản và nhanh chóng. Hình 4 là một ví dụ cho sự tương quan giữa độ cứng Leeb và độ cứng Rockwell. Tương tự như Rockwell, các loại máy đo độ cứng khác của các loại vật liệu cũng đã được chuyển đổi như HV, HB, HS và cả độ bền kéo N/mm².

Hình 4: Tương quan giữa độ cứng Rockwell và Leeb

Trong thực tế, máy đo có kết cấu rất gọn nhẹ (hình 5).  Mặc dù vậy trong ống của máy đo có chứa lò xo sinh lực bắn cùng với cuộn cảm rất gọn. Phía trên lò xo là một lẫy để kích bắn 

Hình 5: Máy đo độ cứng Leeb

Trên thân của Máy đo độ cứng Leeb là chi tiết điều chỉnh và hiển thị số liệu. Với chi tiết này người ta có thể điều chỉnh độ cứng cần hiển thị (HV, HB, HRC, HL v.v.), loại vật liệu cần đo (thép xây dựng, thép công cụ, thép không rỉ, gang, đồng, nhôm v.v), và đặc biệt là công cụ thống kê và tính số liệu trung bình cũng như sai số sau nhiều lần đo.

Nguồn: khoacokhi