Твёрдосплавный шарик
Твёрдосплавный шарик состоит из карбида вольфрама в кобальтовой связующей фазе. Он служит индентором при испытании твёрдости по Бринеллю. Его чрезвычайно высокая прочность на сжатие предотвращает деформацию шарика при испытании — так всегда измеряется истинная твёрдость материала.
Физико-химический механизм действия
Шарик состоит из зёрен карбида вольфрама (WC) в вязкой кобальтовой матрице. Карбид вольфрама чрезвычайно твёрд (твёрдость около 1500–2000 HV) и имеет очень высокую прочность на сжатие. При испытании по Бринеллю шарик вдавливают с определённой силой в поверхность детали. При этом шарик практически не деформируется. Возникающий отпечаток показывает только пластическую деформацию проверяемого материала. По диаметру остающегося отпечатка рассчитывают твёрдость по Бринеллю (HBW).
Металлургическая значимость и риски при сварке
В сварных швах и зонах термического влияния часто образуются твёрдые структуры, такие как мартенсит. Эти зоны могут достигать значений твёрдости выше 450 HBW. Стальной шарик пластически деформировался бы на этих твёрдых участках. Отпечаток становится больше, измеренная твёрдость оказывается заниженной. Тогда можно пропустить охрупченные зоны и неправильно оценить сварное соединение. Твёрдосплавный шарик остаётся устойчивым к деформации даже при высокой твёрдости и даёт надёжные значения. Риск: повреждённый или изношенный шарик приводит к ошибочным измерениям. Поэтому проверяй перед каждой серией измерений.
Практика в мастерской и указания к действию
Всегда используй твёрдосплавный шарик, если ожидаемая твёрдость выше 450 HBW (типично для мартенсита в сварных швах). Проверь шарик перед применением на трещины, смятия или сколы. Немедленно заменяй повреждённые шарики. Соблюдай точно по норме усилие испытания, диаметр шарика и продолжительность нагрузки (например, шарик 10 mm, усилие испытания 29,42 кН, продолжительность нагрузки 10–15 s). Для расчёта используй правильный диаметр отпечатка. Документируй обозначение HBW, а не HB. Регулярно калибруй прибор для измерения твёрдости с помощью сертифицированных эталонных плиток твёрдости.