Δοκιμή σκληρότητας μικρού φορτίου
Η δοκιμή σκληρότητας μικρού φορτίου δημιουργεί με χαμηλή δύναμη δοκιμής ένα μικρό, ακριβώς μετρήσιμο αποτύπωμα στο υλικό. Έτσι ο δοκιμαστής μετρά τη σκληρότητα με ακρίβεια σημείου σε στενές ζώνες – για παράδειγμα στη ζώνη θερμικής επιρροής μιας συγκόλλησης. Μια υψηλή τιμή σκληρότητας δείχνει εκεί γυαλοσκληρό, ευαίσθητο σε ρωγμές μαρτενσίτη.
Φυσικοχημικός μηχανισμός δράσης
Στη δοκιμή μικροσκληρότητας ο ελεγκτής πιέζει μια πυραμίδα διαμαντιού με καθορισμένη, χαμηλή δύναμη στην επιφάνεια. Η δύναμη κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 1,961 N και 29,42 N. Το διεισδυτικό σώμα αφήνει ένα μικροσκοπικό, πυραμιδοειδές αποτύπωμα. Ο ελεγκτής μετρά τις διαγώνιες αυτού του αποτυπώματος κάτω από το μικροσκόπιο. Από την επιφάνεια αποτυπώματος και την επίδραση της δύναμης δοκιμής υπολογίζει τη σκληρότητα. Λόγω της μικρής δύναμης το αποτύπωμα παραμένει πολύ ρηχό και τοπικά περιορισμένο. Η μέθοδος δεν βλάπτει σχεδόν καθόλου το εξάρτημα και επιτρέπει μετρήσεις απευθείας σε στενές ζώνες δομής.
Μεταλλουργική σημασία & κίνδυνοι στη συγκόλληση
Η σκληρότητα στη ζώνη συγκόλλησης δείχνει τη δομή και επομένως τον κίνδυνο ρωγμών. Κατά τη συγκόλληση στη ζώνη θερμικής επιρροής δημιουργούνται συχνά σκληρές δομές όπως μαρτενσίτης. Πολύ υψηλή σκληρότητα – σε μη κραματωμένους χάλυβες πάνω από 350 HV – σημαίνει ψαθυρό υλικό και υψηλό κίνδυνο ψυχρών ρωγμών. Επίσης, σκληρύνσεις στο υλικό συγκόλλησης ή στη ζώνη ανάμιξης υποδεικνύουν κρίσιμες ταχύτητες ψύξης. Μόνο με στοχευμένη μέτρηση σκληρότητας μπορούν να αναγνωριστούν με ασφάλεια τέτοια επικίνδυνα σημεία. Μια γενική μέτρηση στο εξάρτημα παραβλέπει τοπικές διαφορές σκληρότητας.
Πρακτική εργαστηρίου & οδηγίες δράσης
Για συγκολλήσεις ενδείκνυται η δοκιμή μικροσκληρότητας με διεισδυτικό σώμα Vickers και δυνάμεις δοκιμής από HV0,5 έως HV3. Ο ελεγκτής τρίβει και γυαλίζει το σημείο μέτρησης εγκάρσια στη συγκόλληση. Τοποθετεί τουλάχιστον τρεις εντυπώσεις ανά ζώνη: υλικό συγκόλλησης, ζώνη θερμικής επιρροής και βασικό υλικό. Η επίδραση της δύναμης δοκιμής διατηρείται σταθερή 10 έως 15 δευτερόλεπτα. Σε μη κραματωμένους χάλυβες μια σκληρότητα πάνω από 350 HV υποδηλώνει μαρτενσίτη. Τότε ο συγκολλητής πρέπει να παρατείνει τον χρόνο ψύξης t8/5 – για παράδειγμα με προθέρμανση ή υψηλότερη ενέργεια γραμμής. Μετά από θερμική κατεργασία ελέγχει ξανά αν η σκληρότητα έχει πέσει κάτω από το όριο.