Kuglica od tvrdog metala
Kuglica od tvrdog metala sastoji se od volfram karbida u kobaltnoj vezivnoj fazi. Služi kao utiskivač kod Brinell ispitivanja tvrdoće. Njezina iznimno visoka tlačna čvrstoća sprječava da se kuglica deformira tijekom ispitivanja – tako se uvijek mjeri stvarna tvrdoća materijala.
Fizikalno-kemijski mehanizam djelovanja
Kugla se sastoji od zrna volframovog karbida (WC) u žilavoj kobaltnoj matrici. Volframov karbid je ekstremno tvrd (tvrdoća oko 1500–2000 HV) i ima vrlo visoku tlačnu čvrstoću. Kod Brinell testa kugla se utiskuje definiranom silom u površinu izratka. Kugla se pritom praktički ne deformira. Nastali otisak pokazuje samo plastičnu deformaciju ispitivanog materijala. Iz promjera trajnog otiska izračunava se Brinellova tvrdoća (HBW).
Metalurška relevantnost i rizici pri zavarivanju
U zavarenim spojevima i zoni utjecaja topline često nastaju tvrde strukture poput martenzita. Te zone mogu postići vrijednosti tvrdoće iznad 450 HBW. Čelična kugla bi se na tim tvrdim mjestima plastično deformirala. Otisak postaje veći, izmjerena tvrdoća ispada preniska. Tada se previde sklone krhkosti zone i zavareni spoj se pogrešno ocijeni. Tvrdometalna kugla ostaje stabilna i pri visokoj tvrdoći i daje pouzdane vrijednosti. Rizik: oštećena ili istrošena kugla dovodi do pogrešnih mjerenja. Zato provjeri prije svake serije mjerenja.
Radionička praksa i upute za postupanje
Uvijek koristi tvrdometalnu kuglu kada je očekivana tvrdoća iznad 450 HBW (tipično za martenzit u zavarenim spojevima). Prije upotrebe provjeri kuglu na pukotine, spljoštenja ili odlomljene dijelove. Oštećene kugle odmah zamijeni. Točno se pridržavaj sile ispitivanja, promjera kugle i trajanja opterećenja prema normi (npr. kugla 10 mm, sila ispitivanja 29,42 kN, trajanje opterećenja 10–15 s). Za izračun koristi ispravan promjer otiska. Dokumentiraj oznaku HBW, ne HB. Redovito kalibriraj uređaj za ispitivanje tvrdoće s certificiranim pločicama za usporedbu tvrdoće.