Sertifikat uji kekerasan mencatat kekerasan yang diukur dari bahan atau las menggunakan salah satu skala indentasi yang terstandar. Kekerasan adalah pengganti untuk kekuatan tarik, ketahanan aus, dan kerentanan terhadap retak korosi tegangan — menjadikannya parameter kontrol kualitas utama dalam fabrikasi, verifikasi perlakuan panas, dan kualifikasi layanan asam.
Jawaban Cepat
Quick Answer
Sertifikat uji kekerasan melaporkan nilai kekerasan yang diukur menggunakan skala Brinell (HB/HBW), Vickers (HV), atau Rockwell (HRC/HRB) pada batch bahan tertentu atau las. Sertifikat harus mengidentifikasi skala uji, beban yang diterapkan, jenis penetrator, pembacaan individual, lokasi sampel, dan kriteria penerimaan yang berlaku. Spesifikasi NACE MR0175 dan ASME menentukan batas kekerasan maksimum untuk aplikasi layanan asam dan tekanan tinggi.
Tiga Skala Kekerasan Utama
Kekerasan Brinell (HB / HBW)
Prinsip: Bola karbida tungsten (diameter 10 mm untuk uji standar) ditekan ke permukaan di bawah beban yang ditentukan (biasanya 3000 kgf untuk baja). Diameter indentasi diukur secara optik dan nilai HBW dihitung dari beban dan luas indentasi.
Opsi beban: 500 kgf (HBW 10/500), 1500 kgf (HBW 10/1500), 3000 kgf (HBW 10/3000)
Standar yang mengatur: ASTM E10, EN ISO 6506
Kisaran khas: 80–650 HBW. Bahan di atas ~450 HBW memerlukan bola yang lebih kecil atau beban yang lebih rendah.
Kapan digunakan:
- Pelaporan kekerasan produk yang digulung (lembaran, forge, bar)
- Permukaan kasar atau mikrostruktur kasar di mana rata-rata di atas indentasi besar diinginkan
- Korelasi dengan kekuatan tarik (UTS ≈ 3.45 × HBW dalam MPa untuk baja)
Bidang sertifikat: Tentukan penunjukan skala lengkap (HBW 10/3000), bukan hanya "Brinell". Laporkan diameter indentasi selain nilai HBW yang dihitung.
Kekerasan Vickers (HV)
Prinsip: Penetrator piramida berlian (sudut wajah 136°) ditekan ke permukaan di bawah beban yang ditentukan. Panjang diagonal indentasi persegi diukur dan nilai HV dihitung.
Rentang beban: 1 gf hingga 100 kgf. Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) digunakan untuk lapisan tipis dan konstituen mikrostruktur individual.
Standar yang mengatur: ASTM E92, EN ISO 6507
Kisaran khas: 5–3000 HV (rentang atas praktis tidak terbatas dibandingkan dengan Brinell)
Kapan digunakan:
- Survei kekerasan PWHT (metode paling disukai dalam standar ASME dan EN)
- Penyeberangan penampang las (HAZ, logam las, pembentukan logam dasar)
- Pengukuran kedalaman kasus pada komponen yang diperkeras permukaan
- Bahan tipis, lapisan, dan pipa dinding tipis
Persyaratan sertifikat untuk survei PWHT: Laporkan pembacaan HV individual di setiap lokasi di seluruh penyeberangan las (minimal logam dasar → HAZ → logam las → HAZ → logam dasar), bukan hanya nilai maksimum.
Kekerasan Rockwell (HRC / HRB)
Prinsip: Kerucut berlian (HRC) atau bola yang diperkeras (HRB) ditekan dalam dua tahap; kekerasan ditentukan dari peningkatan kedalaman penetrasi permanen.
Skala umum:
- HRC (skala C): Penetrator Brale berlian, total beban 150 kgf. Kisaran: 20–70 HRC. Digunakan untuk baja keras dan komponen yang diobati panas.
- HRB (skala B): Bola 1/16", beban 100 kgf. Kisaran: 25–100 HRB. Digunakan untuk baja lunak, aluminium, kuningan.
- HRA: Berlian, 60 kgf. Digunakan untuk karbida bersemen.
Standar yang mengatur: ASTM E18, EN ISO 6508
Kapan digunakan:
- Inspeksi penerimaan batang dan forge
- Verifikasi kekerasan pengikat yang diperkeras (kelas properti ISO 898)
- Penerimaan komponen yang diobati panas (misalnya, dudukan katup yang diperkeras)
- Verifikasi bahwa kekerasan di bawah batas atas (misalnya, < 22 HRC per NACE MR0175)
Catatan sertifikat: Selalu nyatakan skala lengkap (HRC, HRB, dll.) — "kekerasan Rockwell: 20" tidak bermakna tanpa pengenal skala.
Tabel Konversi Kekerasan
Konversi perkiraan (hanya baja karbon — tidak valid untuk baja tahan karat, non-ferrous, atau bahan yang diperkeras permukaan):
| HBW | HV | HRC | HRB | UTS perkiraan (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 85 | 87 | — | 43 | 290 |
| 120 | 124 | — | 70 | 415 |
| 180 | 185 | — | 88 | 620 |
| 200 | 207 | 14 | 93 | 690 |
| 250 | 263 | 24 | — | 860 |
| 300 | 319 | 31 | — | 1035 |
| 350 | 374 | 37 | — | 1210 |
| 400 | 423 | 42 | — | 1380 |
| 450 | 475 | 46 | — | 1555 |
Referensi: ASTM E140. Jangan terapkan konversi antar keluarga logam.
Batas Kekerasan PWHT
Verifikasi kekerasan perlakuan panas pasca-las adalah salah satu aplikasi paling umum untuk sertifikat uji kekerasan dalam fabrikasi peralatan bertekanan.
Persyaratan ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 untuk bahan P4/P5):
- Setelah PWHT: maksimum 225 HBW (atau sesuai spesifikasi bahan)
- Metode survei: Vickers disukai; Brinell atau Rockwell dapat diterima
NACE MR0175 / ISO 15156 (layanan asam):
- Logam dasar baja karbon dan paduan rendah dan HAZ las: ≤ 22 HRC (setara dengan ~248 HBW / 265 HV)
- Pengecualian: beberapa grade memungkinkan kekerasan lebih tinggi dengan uji ketahanan SSC (retak korosi tegangan sulfida) yang terdokumentasi
EN 13445-4 (bejana bertekanan yang tidak dipanaskan, Eropa):
- Nilai HV10 maksimum ditentukan menurut kelompok bahan; biasanya 350 HV untuk HAZ baja karbon, 200 HV untuk post-PWHT
Bidang yang Diperlukan pada Sertifikat Uji Kekerasan
- Identifikasi bahan / komponen — nomor panas, nomor gambar, ID las
- Tanggal dan lokasi uji
- Metode dan skala uji — HBW 10/3000, HV10, HRC, dll.
- Identifikasi peralatan — merek, model, nomor seri durometer, tanggal kalibrasi
- Kalibrasi blok referensi — nilai kekerasan diverifikasi pada blok referensi bersertifikat sebelum dan sesudah uji
- Lokasi uji — sketsa atau deskripsi yang menunjukkan di mana setiap pembacaan diambil
- Pembacaan individual — setiap pengukuran, bukan hanya rata-rata
- Nilai rata-rata (jika penerimaan berbasis rata-rata)
- Kriteria penerimaan — referensi spesifikasi dan batas maksimum/minimum
- Hasil — Lulus / Gagal
- Nama teknisi, kualifikasi, tanda tangan
Skala kekerasan apa yang digunakan NACE MR0175 untuk batas layanan asam?
NACE MR0175 / ISO 15156 menyatakan batas kekerasan terutama dalam HRC (skala Rockwell C). Maksimum adalah 22 HRC untuk baja karbon dan paduan rendah di lingkungan H₂S. Batas setara dalam skala lain adalah sekitar 248 HBW atau 265 HV. Saat mengkonversi, selalu verifikasi menggunakan tabel konversi ASTM E140 daripada perkiraan empiris.
Dapatkah hasil kekerasan digunakan untuk memperkirakan kekuatan tarik?
Ya, kira-kira. Untuk baja karbon, UTS (MPa) ≈ 3.45 × HBW. Namun, korelasi ini kurang dapat diandalkan untuk baja paduan, baja tahan karat, dan bahan non-ferrous. ASTM E140 dan ASME Section II menyediakan tabel korelasi dengan rentang ketidakpastian yang dinyatakan. Perkiraan tarik yang berasal dari kekerasan dapat diterima untuk penyaringan tetapi bukan sebagai pengganti uji tarik dalam konstruksi kode.
Apa perbedaan antara uji kekerasan makro Vickers dan uji kekerasan mikro?
Kekerasan makro (HV1 dan lebih tinggi, dengan beban ≥ 1 kgf) mengukur kekerasan keseluruhan bahan atau zona las. Kekerasan mikro (HV 0.01–0.5 kgf) digunakan untuk mengukur kekerasan fitur mikrostruktur individual — fase tertentu, presipitat, atau lapisan sangat tipis — di mana indentasi besar akan rata-rata di seluruh beberapa konstituen. Survei kekerasan las biasanya menggunakan HV5 atau HV10 sebagai metode kekerasan makro standar.
Berapa banyak pembacaan kekerasan yang diperlukan untuk survei PWHT?
Minimum tiga pembacaan per zona (logam dasar, HAZ, logam las) pada setiap wajah penampang las adalah praktik umum. Kode spesifik menentukan persyaratan yang lebih terperinci: ASME VIII-1 UHA-51 memerlukan pembacaan kekerasan pada las produksi dalam logam dasar P4 dan P5; BS PD 5500 Lampiran D menentukan pola penyeberangan minimum. Sertifikat harus menunjukkan semua pembacaan individual, bukan hanya maksimum.
Apakah anil atau PWHT selalu mengurangi kekerasan?
PWHT (relief tegangan) mengurangi tegangan sisa dan menempa mikrostruktur keras dalam baja karbon dan paduan rendah, biasanya secara signifikan mengurangi kekerasan HAZ. Anil lengkap (pemanasan di atas suhu kritis atas dan pendinginan lambat) juga mengurangi kekerasan. Namun, anil solusi baja tahan karat austenite tidak mengurangi kekerasan dengan cara yang sama — itu melarutkan presipitat dan membuat homogen mikrostruktur, yang dapat sedikit meningkatkan kekerasan dalam bahan yang dikerjakan dingin berat.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free