Σφαίρα σκληρού μετάλλου
Μια σφαίρα σκληρού μετάλλου αποτελείται από καρβίδιο του βολφραμίου σε συνδετική φάση κοβαλτίου. Χρησιμεύει ως διεισδυτής στη δοκιμή σκληρότητας Brinell. Η εξαιρετικά υψηλή αντοχή της στη θλίψη εμποδίζει την παραμόρφωση της σφαίρας κατά τη δοκιμή – έτσι μετράται πάντα η πραγματική σκληρότητα του υλικού.
Φυσικοχημικός μηχανισμός δράσης
Η σφαίρα αποτελείται από κόκκους καρβιδίου του βολφραμίου (WC) σε έναν όλκιμο μητρικό δεσμό κοβαλτίου. Το καρβίδιο του βολφραμίου είναι εξαιρετικά σκληρό (σκληρότητα περίπου 1500–2000 HV) και έχει πολύ υψηλή αντοχή στη θλίψη. Στη δοκιμή Brinell πιέζουμε τη σφαίρα με καθορισμένη δύναμη στην επιφάνεια του τεμαχίου. Η σφαίρα πρακτικά δεν παραμορφώνεται. Το αποτύπωμα που δημιουργείται δείχνει μόνο την πλαστική παραμόρφωση του δοκιμαζόμενου υλικού. Από τη διάμετρο του μόνιμου αποτυπώματος υπολογίζεται η σκληρότητα Brinell (HBW).
Μεταλλουργική σημασία & κίνδυνοι στη συγκόλληση
Σε συγκολλήσεις και ζώνες θερμικής επιρροής δημιουργούνται συχνά σκληρές δομές όπως ο μαρτενσίτης. Αυτές οι ζώνες μπορούν να φτάσουν τιμές σκληρότητας πάνω από 450 HBW. Μια σφαίρα χάλυβα θα παραμορφωνόταν πλαστικά σε αυτά τα σκληρά σημεία. Το αποτύπωμα γίνεται μεγαλύτερο, η μετρούμενη σκληρότητα βγαίνει πολύ χαμηλή. Έτσι παραβλέπονται οι ψαθυρές ζώνες και η συγκόλληση αξιολογείται λανθασμένα. Η σφαίρα καρβιδίου παραμένει σταθερή στο σχήμα ακόμη και σε υψηλή σκληρότητα και δίνει αξιόπιστες τιμές. Κίνδυνος: Μια χαλασμένη ή φθαρμένη σφαίρα οδηγεί σε λανθασμένες μετρήσεις. Γι' αυτό ελέγχετε πριν από κάθε σειρά μετρήσεων.
Πρακτική στο συνεργείο & οδηγίες δράσης
Χρησιμοποιείτε πάντα σφαίρα καρβιδίου όταν η αναμενόμενη σκληρότητα είναι πάνω από 450 HBW (τυπικό για μαρτενσίτη σε συγκολλήσεις). Ελέγξτε τη σφαίρα πριν τη χρήση για ρωγμές, επιπεδώσεις ή θραύσματα. Αντικαταστήστε αμέσως τις χαλασμένες σφαίρες. Τηρήστε τη δύναμη δοκιμής, τη διάμετρο της σφαίρας και τη διάρκεια φόρτισης ακριβώς κατά το πρότυπο (π.χ. σφαίρα 10 mm, δύναμη δοκιμής 29,42 kN, διάρκεια φόρτισης 10–15 s). Χρησιμοποιήστε για τον υπολογισμό τη σωστή διάμετρο του αποτυπώματος. Καταγράψτε το σύμβολο HBW, όχι HB. Βαθμονομείτε τακτικά τη μηχανή μέτρησης σκληρότητας με πιστοποιημένες πλάκες σύγκρισης σκληρότητας.