Convertor de duritate

Vickers apasă o piramidă de diamant cu unghiul între fețe de 136 de grade și măsoară diagonalele amprentei. Fiindcă amprenta are geometric aceeași formă indiferent de sarcină, Vickers dă un singur șir continuu de valori, de la blocul recopt până la stratul nitrurat. Asta o face scara pentru tot ce este subțire și tot ce este mic.

Brinell apasă o bilă de carbură metalică de zece milimetri cu trei mii de kilograme-forță. Amprenta este mare, deci mediază peste segregații și structură grosieră — ideală pentru semifabricate, inutilizabilă pe un strat călit, iar peste 650 bila însăși începe să cedeze.

Rockwell nu măsoară nicio arie, ci numai adâncimea rămasă după descărcare. Este rapid, nu cere optică și se citește pe aparat în atelier — motivul pentru care oțelul de scule călit apare aproape întotdeauna în HRC pe desen. Prețul este că fiecare scară Rockwell este valabilă doar în fereastra ei: sub 20 HRC scara C își pierde rezoluția, iar peste 100 HRB scara B s-a terminat.

Un tabel de conversie nu este un calcul, ci un proces-verbal de măsurători. ASTM E140 a fost construit măsurând epruvete reale, pe rând, cu mai multe metode, și consemnând relația care a rezultat. Prin urmare tabelul este valabil exact pentru grupa de materiale pe care a fost măsurat — și pentru niciuna alta.

Ceea ce depărtează cifrele este ecruisarea: cât de mult se întărește un material sub penetrator ține de structură și de istoricul lui. Oțelul inoxidabil austenitic o face pronunțat, oțelul de scule îmbunătățit aproape deloc. Tocmai de aceea standardul are tabele separate pentru oțel austenitic, aluminiu și alamă — și de aceea acest calculator o spune, în loc să dea în tăcere valorile pentru oțel.

Nu convertiți niciodată în două trepte. A duce o valoare măsurată în HRC prin Vickers până la Brinell suprapune de două ori aceeași eroare. Iar acolo unde o recepție depinde de cifră, se măsoară ce cere desenul.

Ambele standarde fac același lucru și nu sunt identice. ASTM E140 este culegerea mai veche și cea mai răspândită în lumea sculelor; are tabele separate pe grupe de materiale și dă rezistența la tracțiune în ksi. ISO 18265 acoperă același teren în unități metrice și tabelează rezistența direct în megapascali.

Acolo unde ambele descriu aceeași duritate, valorile de duritate stau apropiate; rezistența la tracțiune dedusă diferă însă cu câteva procente, fiindcă încercările de tracțiune de la bază au fost altele. Acest calculator lucrează cu tabelele ASTM E140 și o spune peste tot unde cele două standarde se despart. Dacă o prescripție de recepție cere explicit ISO 18265, tabelul acela este cel care contează.

La o piesă nitrurată sau acoperită, suprafața și miezul sunt două materiale diferite. Un strat nitrurat ajunge la circa o mie până la o mie două sute Vickers, iar miezul îmbunătățit de dedesubt rămâne pe la cinci sute — aceeași componentă, două cifre care nu au legătură una cu alta.

La acoperirile PVD distanța crește și mai mult: TiN, TiAlN și DLC se află mult peste tot ce tabelează ASTM E140 și au doar câteva miimi de milimetru grosime. Măsurate cu sarcina unei încercări Rockwell C, se măsoară de fapt materialul de bază prin strat. De aceea duritatea unui strat se dă aproape mereu ca valoare Vickers sau Knoop la sarcină mică — și de aceea scara durităților se termină sus într-un domeniu în care nicio conversie nu mai ajunge.

Așadar pe desen trebuie să apară amândouă: ce valoare este valabilă și unde se măsoară. Acoperirile de pe pagina de materiale își dau valorile de duritate individual exact din acest motiv.

Forma obișnuită este valoare, toleranță, scară — de exemplu 58 ± 2 HRC. Banda de toleranță face parte din indicație: o valoare de duritate fără limite este o dorință, nu o cerință, iar două puncte HRC sunt marja pe care un tratament termic corect o ține realist.

La straturile superficiale se adaugă două indicații fără de care prima nu este verificabilă: forța de încercare și locul. Duritatea de nitrurare se dă ca duritate de suprafață, cu sarcina numită explicit, adesea împreună cu adâncimea de nitrurare; o piesă cementată are nevoie în plus de duritatea miezului, altfel rămâne deschis ce anume preia componenta în exploatare.

Iar scara însăși face parte din cerință. Dacă pe desen scrie HRC, o cifră măsurată în HV și convertită nu este o dovadă — este un indiciu că, probabil, totul este în regulă.

Pentru oțel de scule călit, în secțiune masivă, HRC este alegerea firească: rapid de măsurat, prezent în orice atelier de tratament termic, iar domeniul de la 20 la 68 acoperă tot ce se află între îmbunătățit și călit în masă. Pentru oțelul în stare de livrare — recopt, ca să poată fi prelucrat — scara C nu mai coboară până acolo; acolo indicația este HBW sau HRB.

De îndată ce peretele este subțire, suprafața mică sau stratul de interes are doar câteva sutimi de milimetru, drumul trece prin Vickers sau Knoop, fiindcă acolo forța de încercare se poate alege liber. Iar pentru carbura metalică, aflată complet peste scara Rockwell C, indicația uzuală este HRA.

Un obicei care scutește mai multă discuție decât orice conversie: aceeași scară pentru cerință, pentru controlul din flux și pentru recepția la intrare. Trei scări pe o singură piesă produc trei cifre corecte toate și care totuși nu se potrivesc.