V Technickém týdeníku č. 20/2011 jsme se zabývali problematikou měření tvrdosti přenosnými tvrdoměry a v tomto článku budeme v tématu pokračovat. Chceme tak prezentovat výsledky dosažené měřením v Akreditované zkušební laboratoři SIMD, VŠB – TU Ostrava. Předmětem zkoumání bylo ověřit použitelnost a správnost výsledků měření tvrdosti na povrchu materiálu přenosnými tvrdoměry. Pro měření se používá ruční ultrazvuková sonda se zatížením HV10. Přesnost měření byla sledována s uvážením vlivu povrchové úpravy svařenců před samotnou zkouškou tvrdosti. Vliv zrnitosti brusných kotoučů na výsledné hodnoty nebyl prokázán. Je tedy možné říci, že již zrnitost 80 je pro přípravu povrchu dostačující a další zvyšování zrnitosti nepřináší změnu střední hodnoty měřené tvrdosti materiálu. Na obr. 1 jsou zobrazeny střední hodnoty měřené tvrdosti povrchu trubky z oceli P91 v závislosti na zrnitosti kotouče. Pro porovnání byla zkouška tvrdosti prováděna na laboratorním přístroji Zwick Z2.5. Další oblast hodnocení svarových spojů se orientovala na technicko-naučnou studii, kdy byla studována podpovrchová tvrdost materiálu v okolí svarového spoje. Byl sledován průběh tvrdosti, tak jak to předepisuje norma ČSN EN ISO 9015-1. Tato norma předepisuje zkoušky tvrdosti podle Vickerse, které ukazují výsledné rozložení tvrdosti (a tím mechanických vlastností) v okolí svarového spoje. Na obr. 2 jsou porovnány heterogenity tvrdosti na žíhaném a nežíhaném vzorku svařence z oceli P91, která byla svařena metodou 141 v poloze PC. Jeden svařenec byl vyžíhán při teplotě 760 °C a druhý zůstal ve stavu po zavaření. Z výsledků je u vyžíhaného potrubí patrný pokles tvrdosti v TOO, čímž se dosáhlo zvýšení plastických a snížení pevnostních vlastností. Na závěr proběhly experimentální zkoušky hodnocení vlastních napětí I. druhu, někdy také nazývané vnitřní pnutí. Cílem takových zkoušek je odhad napětí, které vzniká především výrobními procesy. Kombinace mechanického a tepelného namáhání společně s fázovými změnami struktury oceli vyvolá taková napětí, že jsou v konstrukci přítomna i bez působení vnějšího zatížení. Následný technický život konstrukce přináší další mechanické a teplotní zatěžování, které v kombinaci s vlastními napětími superponují. Taková superpozice napětí může velmi snadno překročit dovolenou pevnost materiálu, což obvykle vede k selhání konstrukčního celku jako takového. Na zkoumaných vzorcích svařenců oceli P91 byl sledován vliv tepelného zpracování na snížení vlastních vnitřních napětí. Bylo zjištěno, že okolí svarového spoje se po svařování vyznačuje vysokou napjatostí, která má tahový charakter. Naměřené hodnoty dosahují až 500 MPa v hloubce 1 mm, jak je možno vidět na obr. 3. Vlivem tepelného zpracování byla napjatost snížena na hodnotu 100 MPa tahového napětí, což znázorňuje obr. 4. Takto výrazný pokles ukazuje, jak je důležité provádět tepelné zpracování svarových spojů. Ing. Jindřich Szwed, IWE
