Prova di durezza a carico ridotto
La prova di durezza a carico ridotto produce un'impronta piccola e misurabile con precisione nel materiale grazie a una forza di prova bassa. In questo modo si misura la durezza punto per punto in zone strette – ad esempio nella zona termicamente alterata di una saldatura. Un valore di durezza alto indica lì presenza di martensite dura e fragile.
Meccanismo d'azione fisico-chimico
Nella prova di durezza a basso carico, il tester preme una piramide di diamante con una forza definita e bassa sulla superficie. La forza è tipicamente compresa tra 1,961 N e 29,42 N. Il penetratore lascia un'impronta minuscola a forma di piramide. Il tester misura le diagonali di questa impronta al microscopio. Dalla superficie dell'impronta e dall'applicazione della forza di prova calcola la durezza. Grazie alla piccola forza, l'impronta rimane molto piatta e localizzata. Il metodo danneggia a malapena il componente e consente misurazioni direttamente in zone microstrutturali strette.
Rilevanza metallurgica e rischi nella saldatura
La durezza nella zona di saldatura mostra la microstruttura e quindi il rischio di cricche. Durante la saldatura, nella zona termicamente alterata si formano spesso microstrutture dure come la martensite. Una durezza troppo alta – oltre 350 HV negli acciai non legati – significa materiale fragile e alto rischio di cricche a freddo. Anche gli indurimenti nel metallo d'apporto o nella zona di diluizione indicano velocità di raffreddamento critiche. Solo con una misurazione della durezza precisa al punto si possono riconoscere con sicurezza tali punti pericolosi. Una misurazione generale sul componente ignora le differenze locali di durezza.
Pratica in officina e istruzioni operative
Per i cordoni di saldatura è adatta la prova di durezza a basso carico con penetratore Vickers e forze di prova da HV0,5 a HV3. Il tester smeriglia e lucida il punto di misura trasversalmente al cordone. Imposta almeno tre impronte per zona: metallo d'apporto, zona termicamente alterata e materiale base. Mantiene costante il tempo di applicazione della forza per 10 a 15 secondi. Negli acciai non legati, una durezza superiore a 350 HV indica martensite. Allora il saldatore deve allungare il tempo di raffreddamento t8/5 – ad esempio con preriscaldamento o maggiore energia di apporto. Dopo un trattamento termico controlla di nuovo se la durezza è scesa sotto il valore limite.