Ispitivanje tvrdoće malim opterećenjem
Ispitivanje tvrdoće malim opterećenjem stvara mali, precizno mjerljiv otisak u materijalu uz malu silu ispitivanja. Tako ispitivač mjeri tvrdoću točno na mjestu u uskim zonama – primjerice u zoni utjecaja topline zavarenog spoja. Visoka vrijednost tvrdoće tamo pokazuje staklasto tvrdi, sklon pucanju martenzit.
Fizikalno-kemijski mehanizam djelovanja
Kod ispitivanja mikrotvrdoće ispitivač utiskuje dijamantnu piramidu definiranom, malom silom u površinu. Sila je obično između 1,961 N i 29,42 N. Utiskivač ostavlja sićušan, piramidalan otisak. Ispitivač mjeri dijagonale tog otiska pod mikroskopom. Iz površine otiska i djelovanja ispitne sile izračunava tvrdoću. Zbog male sile otisak ostaje vrlo plitak i lokalno ograničen. Postupak jedva oštećuje dio i omogućuje mjerenja izravno u uskim zonama strukture.
Metalurška važnost i rizici pri zavarivanju
Tvrdoća u zoni zavara pokazuje strukturu, a time i rizik od pukotina. Pri zavarivanju u zoni utjecaja topline često nastaju tvrde strukture poput martenzita. Previsoka tvrdoća – kod nelegiranih čelika iznad 350 HV – znači krut materijal i veliku opasnost od hladnih pukotina. I otvrdnuća u metalu zavara ili u zoni miješanja upućuju na kritične brzine hlađenja. Samo s preciznim mjerenjem tvrdoće mogu se takva opasna mjesta sigurno prepoznati. Grubo mjerenje na dijelu previđa lokalne razlike u tvrdoći.
Radionička praksa i upute za postupanje
Za zavarene spojeve prikladno je ispitivanje mikrotvrdoće Vickersovim utiskivačem i ispitnim silama od HV0,5 do HV3. Ispitivač brusi i polira mjerno mjesto poprečno na zavareni spoj. Postavlja najmanje tri otiska po zoni: metal zavara, zona utjecaja topline i osnovni materijal. Djelovanje ispitne sile drži konstantno 10 do 15 sekundi. Na nelegiranim čelicima tvrdoća iznad 350 HV upućuje na martenzit. Tada zavarivač mora produžiti vrijeme hlađenja t8/5 – na primjer predgrijavanjem ili većom količinom unesene energije. Nakon toplinske obrade ponovno provjerava je li tvrdoća pala ispod granične vrijednosti.