Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10597:2014 (ISO 7799:1985)
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10597:2014 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 7799:1985, quy định phương pháp thử uốn đảo chiều đối với vật liệu kim loại dạng lá và dải có chiều dày bằng hoặc nhỏ hơn 3 mm. Đây là phương pháp thử nghiệm cơ tính quan trọng nhằm đánh giá khả năng biến dạng dẻo của vật liệu kim loại tấm mỏng dưới tác động của tải trọng uốn lặp đi lặp lại theo các hướng ngược nhau. Kết quả của phép thử này là cơ sở để xác định chất lượng, độ dẻo dai và khả năng gia công định hình của vật liệu trong thực tế sản xuất.
Phân tích chi tiết nội dung Phần mở đầu và các Điều khoản đầu (Từ Điều 1 đến Điều 4)
- Điều 1: Phạm vi áp dụng (Scope)
- Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định khả năng chịu biến dạng dẻo của lá và dải kim loại có chiều dày từ 0,3 mm đến 3 mm bằng phép thử uốn đảo chiều.
- Đối với các vật liệu kim loại có chiều dày nhỏ hơn 0,3 mm, tiêu chuẩn vẫn có thể được áp dụng nếu có sự thỏa thuận cụ thể giữa các bên liên quan hoặc được quy định rõ trong tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng.
- Phép thử này chủ yếu được áp dụng để phát hiện các khuyết tật bề mặt, đánh giá tính không đồng nhất về mặt cơ lý của vật liệu và kiểm tra độ bền mỏi uốn của kim loại tấm mỏng trước khi đưa vào các quy trình dập, uốn hoặc tạo hình sâu.
- Điều 2: Nguyên lý thử (Principle)
- Phép thử uốn đảo chiều dựa trên nguyên lý uốn liên tiếp một mẫu thử đã được kẹp chặt một đầu qua một góc 90 độ theo các hướng ngược nhau.
- Mẫu thử được uốn vòng qua các gối uốn (trục uốn) có bán kính xác định. Bán kính này được lựa chọn tùy thuộc vào chiều dày của mẫu thử và đặc tính của vật liệu cần thử nghiệm.
- Quá trình uốn đảo chiều được thực hiện liên tục và đều đặn cho đến khi xuất hiện vết nứt đầu tiên có thể nhìn thấy bằng mắt thường trên bề mặt mẫu thử, hoặc cho đến khi mẫu thử bị gãy hoàn toàn, hoặc đạt đến số chu kỳ uốn quy định trước trong tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm.
- Điều 3: Ký hiệu và định nghĩa (Symbols and designations)
Để đảm bảo tính thống nhất trong việc thực hiện phép thử và ghi nhận kết quả, tiêu chuẩn quy định rõ ràng các ký hiệu kỹ thuật cốt lõi bao gồm:
- a: Chiều dày của mẫu thử (tính bằng milimét - mm).
- b: Chiều rộng của mẫu thử (tính bằng milimét - mm).
- r: Bán kính của gối uốn hoặc trục uốn (tính bằng milimét - mm).
- Quy ước về số lần uốn: Lần uốn đầu tiên được tính khi uốn mẫu từ vị trí thẳng đứng ban đầu đi một góc 90 độ. Các lần uốn tiếp theo được tính khi uốn ngược lại một góc 180 độ qua vị trí trung gian sang phía đối diện. Lần uốn cuối cùng mà tại đó mẫu thử bị gãy hoặc xuất hiện vết nứt sẽ không được tính vào tổng số lần uốn hoàn thành của mẫu.
- Điều 4: Thiết bị thử nghiệm (Testing equipment)
Thiết bị sử dụng trong phép thử uốn đảo chiều phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt để đảm bảo độ chính xác, tính ổn định và khả năng lặp lại của kết quả thử nghiệm:
- Khung máy thử: Phải có kết cấu đủ cứng vững, không bị biến dạng hoặc rung lắc trong suốt quá trình thực hiện phép thử uốn.
- Gối uốn (Trục uốn): Bề mặt của gối uốn tiếp xúc với mẫu thử phải được mài nhẵn, không có vết xước, vết nứt hoặc bất kỳ khuyết tật bề mặt nào có thể gây tập trung ứng suất lên mẫu thử. Bán kính gối uốn (r) phải được chế tạo chính xác và kiểm tra định kỳ để đảm bảo sai số nằm trong phạm vi cho phép của tiêu chuẩn.
- Cơ cấu kẹp mẫu: Phải giữ chặt một đầu của mẫu thử theo phương thẳng đứng, đảm bảo mẫu không bị trượt hoặc dịch chuyển tịnh tiến trong quá trình uốn. Lực kẹp phải được phân bố đều và không được gây ra hư hỏng cơ học hoặc làm thay đổi cấu trúc vật liệu tại vị trí kẹp.
- Cơ cấu dẫn hướng và tay gạt uốn: Phải đảm bảo truyền lực uốn một cách êm ái, liên tục và không gây ra va đập đột ngột lên mẫu thử. Khoảng cách từ trục quay của tay gạt đến đỉnh của gối uốn phải được thiết lập chính xác để đảm bảo góc uốn đạt đúng 90 độ cho mỗi chu kỳ uốn.
Ý nghĩa của các quy định ban đầu
Các quy định từ Điều 1 đến Điều 4 của TCVN 10597:2014 đóng vai trò nền tảng, định hình toàn bộ quy trình thử nghiệm uốn đảo chiều. Việc chuẩn hóa từ phạm vi áp dụng, nguyên lý vận hành cho đến các thông số kỹ thuật của thiết bị thử nghiệm giúp loại bỏ tối đa các sai số khách quan, đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy cao cho các kết quả thử nghiệm cơ tính vật liệu kim loại tấm mỏng tại Việt Nam.
TCVN 10597:2014
ISO 7799:1985
VẬT LIỆU KIM LOẠI - LÁ VÀ DẢI CÓ CHIỀU DÀY 3 MM HOẶC NHỎ HƠN - THỬ UỐN ĐẢO CHIỀU
Metallic materials - Sheet and strip 3 mm thick or less - Reverse bend test
Lời nói đầu
TCVN 10597:2014 hoàn toàn tương đương ISO 7799:1985.
TCVN 10597:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 164, Thử cơ lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
VẬT LIỆU KIM LOẠI - LÁ VÀ DẢI CÓ CHIỀU DÀY 3 MM HOẶC NHỎ HƠN - THỬ UỐN ĐẢO CHIỀU
Metallic materials - Sheet and strip 3 mm thick or less - Reverse bend test
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định khả năng chịu biến dạng dẻo trong uốn đảo chiều của các lá và dải kim loại có chiều dày 3 mm hoặc nhỏ hơn.
Theo thỏa thuận, phương pháp này có thể áp dụng cho nhôm và hợp kim nhôm.
2. Nguyên lý
Thử uốn đảo chiều gồm có uốn lặp lại với góc 90o theo các chiều ngược nhau của một mẫu thử hình chữ nhật được kẹp giữ tại một đầu và mỗi lần uốn được thực hiện trên một gối đỡ hình trụ có bán kính quy định.
3. Ký hiệu và tên gọi
Các ký hiệu và tên gọi được sử dụng trong thử uốn đảo chiều được chỉ dẫn trên Hình 1 và quy định trong Bảng 1.
4. Thiết bị thử
4.1. Yêu cầu chung
Máy thử phải có kết cấu phù hợp với nguyên lý được chỉ dẫn trên Hình 1.
4.2. Gối đỡ hình trụ và dụng cụ kẹp
4.2.1. Các gối đỡ hình trụ và dụng cụ kẹp phải có đủ độ cứng (để bảo đảm độ cứng vững và độ bền chịu mài mòn).
4.2.2. Bán kính r của các gối đỡ hình trụ phải theo quy định trong các tiêu chuẩn có liên quan. Nếu không được quy định, phải sử dụng các bán kính được cho trong Bảng 2.
Hình 1 - Sơ đồ kết cấu của máy thử
Bảng 1 - Ký hiệu tên gọi trong thử uốn đảo chiều
| Ký hiệu | Tên gọi | Đơn vị |
| a | Chiều dày của mẫu thử | mm |
| r | Bán kính của gối đỡ hình trụ | mm |
| h | Khoảng các từ mặt phẳng tiếp tuyến trên đỉnh của các gối đỡ hình trụ tới mặt đáy của dẫn hướng | mm |
| y | Khoảng cách từ một mặt phẳng được xác định bởi các đường tâm của các gối đỡ hình trụ và điểm tiếp xúc gần nhất với mẫu thử | mm |
| Nb | Số lượng các lần uốn đảo chiều | - |
Bảng 2 - Bán kính gối đỡ hình trụ
Kích thước tính bằng milimet
| Chiều dày của mẫu thử a | Bán kính của gối đỡ hình trụ r |
| a ≤ 0,3 | 1,0 ± 0,1 |
| 0,3 < a ≤ 0,5 | 2,5 ± 0,1 |
| 0,5 < a ≤ 1,0 | 5,0 ± 0,1 |
| 1,0 < a ≤ 1,5 | 7,5 ± 0,2 |
| 1,5 < a ≤ 3,0 | 10 ± 0,2 |
4.2.3. Các đường tâm của các gối đỡ hình trụ phải vuông góc với mặt phẳng uốn và phải song song với nhau và nằm trong cùng một mặt phẳng với sai lệch 0,1 mm.
4.2.4. Các mặt kẹp phải hơi nhô ra ngoài bề mặt của các gối đỡ hình trụ một khoảng không vượt quá 0,1 mm khi được đo bởi khoảng cách giữa mẫu thử và mỗi gối đỡ hình trụ trên một đường nối các tâm uốn cong.
4.2.5. Mép trên đỉnh của dụng cụ kẹp phải ở dưới các tâm uốn cong của các gối đỡ hình trụ một khoảng y bằng 1,5 mm đối với các gối đỡ có bán hình bằng hoặc nhỏ hơn 2,5 mm và bằng 3 mm đối với các gối đỡ có bán kính lớn hơn (Nếu r ≤ 2,5 mm, y = 1,5 mm; nếu r > 2,5 mm, y = 3 mm).
4.2.6. Khoảng cách h từ mặt đáy của dẫn hướng tới đỉnh của các gối đỡ hình trụ phải ở giữa 25 mm và 50 mm.
4.3. Cánh tay đòn uốn
Khoảng cách từ trục quay cánh tay đòn uốn tới đỉnh của các gối đỡ hình trụ phải là 1 mm đối với tất cả các cỡ kích thước của gối đỡ.
5. Mẫu thử
5.1. Chiều dày của mẫu thử phải là chiều dày của lá hoặc dải từ đó lấy ra mẫu thử, các bề mặt không bị sứt mẻ.
5.2. Chiều rộng của mẫu thử được gia công cơ phải trong khoảng 20 mm và 25 mm. Dải vật liệu có chiều rộng nhỏ hơn có thể được thử với toàn bộ chiều rộng.
5.3. Mẫu thử phải được chuẩn bị sao cho giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của sự tăng nhiệt và biến cứng cơ học. Các bề mặt không được có các vết nứt, vết dấu và các cạnh không được có bavia.
6. Quy trình thử
6.1. Thông thường, phép thử được thực hiện ở nhiệt độ môi trường xung quanh giữa 10 và 35oC. Các thử nghiệm được tiến hành trong các điều kiện có kiểm soát phải được thực hiện ở nhiệt độ 23oC ± 5oC.
6.2 Kẹp đầu dưới của mẫu thử giữa dụng cụ kẹp ở vị trí như đã chỉ dẫn trên Hình 1 với đầu trên của mẫu thử nhô ra qua rãnh dẫn hướng. Sau đó uốn mẫu thử góc 90o luân phiên theo các chiều ngược nhau. Mỗi lần uốn gồm có uốn đầu tự do của mẫu thử góc 90o và sau đó đưa mẫu thử trở về vị trí ban đầu. Thực hiện lần uốn tiếp sau theo chiều ngược lại như đã chỉ dẫn trên Hình 2. Không dừng thử nghiệm giữa các lần uốn liên tiếp.
Hình 2 - Sơ đồ uốn
6.3. Uốn mẫu thử với tốc độ đồng đều, không có thay đổi đột ngột và không vượt quá một lần uốn trong 1 s. Nếu cần thiết, giảm tốc độ uốn để bảo đảm cho nhiệt phát sinh không ảnh hưởng đến kết quả thử.
6.4. Phải bảo đảm sự tiếp xúc liên tục giữa mẫu thử và các bộ phận của thiết bị thử, có thể áp dụng sự kẹp giữ dưới dạng một ứng suất kéo không lớn hơn 2 % giá trị của giới hạn bền kéo danh nghĩa, trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn có liên quan.
6.5. Tiếp tục thử nghiệm tới khi hoàn thành số lần uốn được quy định trong tiêu chuẩn có liên quan hoặc xuất hiện vết nứt nhìn thấy được mà không phải sử dụng kính phóng đại.
Theo cách khác, nếu được quy định trong tiêu chuẩn có liên quan, tiếp tục thử nghiệm cho tới khi mẫu thử đứt gãy hoàn toàn.
6.6. Lần uốn trong đó xảy ra sự đứt gãy của mẫu thử không được tính vào số lần uốn Nb.
7. Báo cáo thử
Báo cáo thử phải bao gồm các thông tin sau:
a) Viện dẫn tiêu chuẩn này TCVN 10597 (ISO 7799);
b) Các dữ liệu nhận dạng mẫu thử (chiều của đường trục mẫu thử so với sản phẩm);
c) Các kích thước của mẫu thử;
d) Các điều kiện thử (bán kính r của gối đỡ hình trụ, khoảng các h, ứng dụng ứng suất kéo nếu có);
e) Chuẩn (tiêu chí) để kết thúc thử nghiệm;
f) Các kết quả thử.
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5887-1:2008 (ISO 4545-1 : 2005) về Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Knoop – Phần 1: Phương pháp thử
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 258-4:2007 (ISO 6507-4 : 2005) về Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vickers – Phần 4 : Bảng các giá trị độ cứng
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4643:2009 (ISO 4022 : 1987) về Vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu - Xác định độ thẩm thấu lưu chất
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8189:2009 (ISO 2738 : 1999) về Vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng - Vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu - Xác định khối lượng riêng, hàm lượng dầu và độ xốp hở
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10599-1:2014 (ISO 4965-1:2012) về Vật liệu kim loại - Hiệu chuẩn lực động cho thử nghiệm mỏi một trục - Phần 1: Hệ thống thử nghiệm
- 1 Quyết định 3781/QĐ-BKHCN năm 2014 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5887-1:2008 (ISO 4545-1 : 2005) về Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Knoop – Phần 1: Phương pháp thử
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 258-4:2007 (ISO 6507-4 : 2005) về Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vickers – Phần 4 : Bảng các giá trị độ cứng
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4643:2009 (ISO 4022 : 1987) về Vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu - Xác định độ thẩm thấu lưu chất
- 5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8189:2009 (ISO 2738 : 1999) về Vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng - Vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu - Xác định khối lượng riêng, hàm lượng dầu và độ xốp hở
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10599-1:2014 (ISO 4965-1:2012) về Vật liệu kim loại - Hiệu chuẩn lực động cho thử nghiệm mỏi một trục - Phần 1: Hệ thống thử nghiệm