Prova di durezza dopo PWHT

Le prove di durezza successive al trattamento termico post-saldatura (PWHT) sono fondamentali per valutare la qualità delle saldature. Un provino a caduta misura la tenacità all’urto per valutare la resistenza all’urto del metallo saldato.

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) aumenta la durezza del metallo saldato (WM) ottenuto con saldatura a elettroni (EB) grazie alla formazione di precipitati di Ti-C, O, N nello stato appena saldato [1], ma la tenacità all’urto a 77 K non raggiunge quella del materiale di base (BM) [2, 3].

Prova di durezza Rockwell

La prova di durezza Rockwell è un metodo efficiente e semplice per misurare la durezza, che fornisce risultati immediati. Può essere applicata a vari materiali e costituisce una parte essenziale dei processi di controllo qualità. A differenza delle prove di durezza Brinell e Vickers, che richiedono misurazioni dimensionali secondarie prima di misurare direttamente i valori di durezza, il metodo Rockwell consente di misurare la durezza istantaneamente, in pochi secondi, tramite letture dirette.

La prova inizia con un carico leggero per stabilire la posizione zero, prima di applicare un carico maggiore e registrare la profondità dell'impronta come parte dei risultati; questi dati possono poi essere utilizzati per calcolare i valori sulla scala Rockwell.

Possono verificarsi errori nelle procedure di prova e nelle apparecchiature, compromettendo i risultati finali. Una corretta preparazione del provino è fondamentale per ottenere risultati accurati; pertanto, le condizioni della superficie dipendono dal carico applicato; le scale Rockwell standard possono utilizzare superfici levigate, mentre quelle più esigenti richiedono superfici lucidate o lappate per l’esecuzione della prova. È inoltre indispensabile che i penetratori siano mantenuti in buone condizioni per garantire risultati accurati.

Prova di durezza Brinell

Il metodo Brinell fu ideato inizialmente nel 1900 dall’ingegnere svedese Johan August Brinell. Questa prova di durezza standardizzata può essere utilizzata per valutare vari metalli, dall’alluminio e dalle leghe morbide (a livelli di carico inferiori) fino alla ghisa e agli acciai (a carichi più elevati).

Questa prova consiste nel premere una sfera di indentazione in carburo contro la superficie di un campione esercitando una forza, che viene mantenuta per un periodo prolungato. L’eventuale impronta lasciata da questa azione viene quindi misurata lungo due diametri perpendicolari, dopodiché le tabelle di riferimento forniscono i valori di durezza.

Questa tecnica può causare errori se la macchina di prova non è calibrata correttamente o se le condizioni ambientali non sono adeguate. Inoltre, carichi di prova elevati nell’intervallo macro possono provocare deformazioni plastiche e la formazione di pareti, rendendo difficile la valutazione.

Prova di durezza Vickers

Le prove di durezza Vickers offrono il giusto equilibrio tra precisione e versatilità, rendendole uno strumento prezioso sia per i ricercatori nel campo dei materiali che per i metallurgisti.

La prova di Vickers consiste nel premere un penetratore a forma di piramide con un carico di prova prestabilito sulla superficie di un provino per diversi tempi di permanenza e nel rilevare le misurazioni dopo averlo rimosso dal punto di impatto.

Il controllo dell'ambiente di prova durante l'esecuzione di una prova Vickers è fondamentale per ottenere risultati coerenti. Assicurarsi che il penetratore sia allineato correttamente ed evitare le vibrazioni può contribuire a garantire l'accuratezza dei dati.

È inoltre fondamentale mantenere una profondità di impronta uniforme durante la misurazione della durezza dei materiali, in modo da poter confrontare i risultati delle prove tra campioni dello stesso materiale. Inoltre, mantenendo costante il tempo di permanenza si evitano variazioni nella misurazione della profondità o nel calcolo della durezza, rendendo i dati più affidabili e più facili da interpretare.

Prova di microdurezza

La prova di microdurezza misura la resistenza alla deformazione dei metalli mediante indentazione statica. Il valore di durezza ottenuto è calcolato come inverso della forza (kgf) necessaria a produrlo; ciò rende questo metodo ideale per testare film sottili, rivestimenti superficiali, piccole aree di campioni compositi o placcature, nonché per valutare la cementazione, la carburazione, le bruciature da molatura o qualsiasi contaminazione superficiale che possa essere presente.

L'esecuzione di questa prova prevede l'applicazione di un penetratore diamantato a forma di piramide a base quadrata per un tempo prestabilito, al fine di produrre un'impronta sul materiale campione, per poi misurare al microscopio il valore di durezza ricavato da tale impronta.

Rispetto alle prove Rockwell, Brinell e Vickers, la microdurezza richiede il sezionamento dei provini per ottenere impronte sufficientemente piccole da consentire l’utilizzo del penetratore. La coerenza tra le prove può risultare difficile a causa delle diverse forme dei penetratori utilizzati. La nostra macchina Tru-Blue Micro VT è stata progettata appositamente per superare questa difficoltà, consentendo di eseguire sia prove Vickers che Knoop da un'unica torretta intercambiabile.