Badanie twardości – jak przebiega i dlaczego jest kluczowe w kontroli jakości materiałów?
W ocenie jakości materiałów, zwłaszcza metali i złączy spawanych, ogromną rolę odgrywa ich odporność na odkształcenia plastyczne. Jedną z podstawowych metod oceny tej cechy jest badanie twardości, które dostarcza miarodajnych danych o właściwościach mechanicznych próbki. Dzięki niemu możliwe jest szybkie i precyzyjne określenie przydatności materiału do konkretnych zastosowań.
Badanie twardości – na czym polega i jakie są jego etapy?
Badanie twardości w laboratoriach materiałowych polega na wciskaniu w powierzchnię próbki diamentowego wgłębnika – ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie 136° pomiędzy przeciwległymi ścianami – aż do spowodowania trwałych odkształceń plastycznych. Obciążenie stosowane w tej metodzie mieści się w przedziale od 9,8 do 980 N (1–100 kg), a czas przyłożenia siły wynosi zazwyczaj 10–15 sekund.
Po usunięciu siły obciążającej miarą badania twardości jest stosunek przyłożonej siły do pola powierzchni odcisku w materiale, obliczonego na podstawie średniej wartości przekątnych d1 i d2. Metoda ta jest zgodna z normą PN-EN ISO 6507-1, która opisuje sposób prawidłowego przeprowadzenia badania, a tablice obliczeniowe do wyznaczenia twardości Vickersa znajdują się w normie PN-EN ISO 6507-4.
Kluczowe znaczenie przygotowania próbki w badaniu twardości
Dla uzyskania precyzyjnych wyników badania twardości niezbędne jest właściwe przygotowanie powierzchni próbki. Powinna być ona oczyszczona i wygładzona, aby zminimalizować wpływ nierówności i uniknąć zafałszowania wyników. Stan powierzchni ma ogromne znaczenie dla miarodajności pomiaru, zwłaszcza gdy bada się warstwę powierzchniową, która może być podatna na zmiany właściwości.
W Laboratorium DE-TECH badania twardości wykonuje się metodą Vickersa w zakresie HV5 (49,03 N) i HV10 (98,07 N), co pozwala na bardzo dokładne pomiary różnych materiałów – od metali po złącza spawane.
Dlaczego badanie twardości jest fundamentem oceny jakości materiałów i złączy spawanych?
Regularne badanie twardości jest niezbędne w procesach kontroli jakości, ponieważ pozwala ocenić odporność materiału na odkształcenia plastyczne i wykryć ewentualne niezgodności w strukturze. Właściwy dobór materiałów do konkretnych zastosowań przemysłowych wymaga wiedzy o ich twardości, a wyniki testów Vickersa są jednymi z najbardziej miarodajnych w tej dziedzinie.
Badanie twardości odgrywa kluczową rolę nie tylko w laboratoriach badawczych, ale także w codziennej praktyce przemysłowej. Pozwala zwiększyć niezawodność i trwałość produktów końcowych, minimalizując ryzyko awarii oraz poprawiając bezpieczeństwo eksploatacji. Właśnie dlatego ta metoda jest tak szeroko stosowana i stanowi fundament oceny jakości materiałów w nowoczesnym przemyśle.
