Härteverlaufsmessung
Bei der Härteverlaufsmessung wird die Härteverteilung über die Tiefe oder den Querschnitt eines Bauteils bestimmt. Sie ermöglicht die quantitative Erfassung von Härteänderungen, beispielsweise vom gehärteten Randbereich zum weicheren Kern, und liefert somit wichtige Informationen über den Zustand des Werkstoffs und der Wärmebehandlung.
In der Regel wird die Messung am präparierten Querschliff durchgeführt, wobei eine Reihe von Härteeindrücken mit kleinen Prüfkräften gesetzt wird. Aus den Einzelmessungen wird anschließend ein Härte-Tiefen-Verlauf erstellt. Ein wesentliches Anwendungsgebiet ist die Bestimmung der Einsatzhärtetiefe (CHD), der Randschichthärtetiefe (SHD) und der Nitrierhärtetiefe (NHD) sowie die Kontrolle entsprechender Wärmebehandlungsprozesse.
Darüber hinaus werden Härteverläufe zur Untersuchung von Schweißverbindungen, Randschichten und lokal veränderten Werkstoffbereichen eingesetzt. So können beispielsweise Unterschiede zwischen Schweißgut, Wärmeeinflusszone und Grundwerkstoff oder lokale Auf- und Entfestigungen erfasst werden.
In der Schadensanalyse ermöglicht die Härteverlaufsmessung die Identifikation von Härteabweichungen und Werkstoffveränderungen, die auf fehlerhafte Wärmebehandlungen, Fertigungseinflüsse oder betriebliche Beanspruchungen zurückzuführen sein können. Somit ist sie ein wichtiges Verfahren für die Qualitätssicherung, Prozesskontrolle und Ursachenanalyse bei Bauteilschäden.
- Härte-Tiefen-Verlauf von wärmebehandelten Bauteilen
- Bestimmung der Einhärtetiefe (CHD/Eht, SHD/Rht, NHD/Nht)
- Qualitätskontrolle von Wärmebehandlungen
- Härteverteilung in Schweißnähten
- Untersuchung von Beschichtungen und Randschichten
- Nachweis von Inhomogenitäten oder lokalen Gefügeveränderungen
Wir führen als Auftragslabor Härteverlaufsmessungen als Dienstleistung durch.
Die Härteverlaufsmessung wird im Querschliff durchgeführt. Hierzu wird aus dem Bauteil ein metallographischer Schliff hergestellt und die zu untersuchende Oberfläche sorgfältig präpariert. Anschließend werden mit kleinen Prüfkräften mehrere Härteeindrücke in definierten Abständen von der Oberfläche in Richtung Bauteilmitte gesetzt, um den Härteverlauf über die Tiefe zu erfassen.
Abhängig von der erforderlichen Ortsauflösung und der Größe der Prüfkräfte kommen unterschiedliche Prüfverfahren zum Einsatz. Für die meisten Anwendungen wird die Mikrohärteprüfung verwendet. Bei sehr dünnen Schichten, feinen Gefügestrukturen oder besonders hohen Anforderungen an die Ortsauflösung wird die Härte mittels Nanoindentation bestimmt. Auf diese Weise lassen sich Härteprofile und lokale Härteunterschiede über den gesamten Querschnitt präzise und reproduzierbar erfassen.
Härteprüfpunkte am Bauteilrand
Die Härteprüfung an Schweißnähten dient der Beurteilung der lokalen Werkstoffeigenschaften innerhalb einer Schweißverbindung. Hierzu werden entlang definierter Messreihen Härteeindrücke über das Schweißgut, die Wärmeeinflusszone und den angrenzenden Grundwerkstoff gesetzt. Auf diese Weise lässt sich ein Härteverlauf erstellen, mit dessen Hilfe sich Veränderungen, die infolge des Schweißprozesses entstanden sind, gezielt erfassen und bewerten lassen.
Durch den beim Schweißen entstehenden Wärmeeintrag können sich das Gefüge und die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs lokal deutlich verändern. Mithilfe der Härteprüfung lassen sich Aufhärtungen, Erweichungen und kritische Härtegradienten erkennen. So lassen sich beispielsweise Bereiche mit erhöhter Härte und der damit verbundenen Versprödungs- oder Rissneigung ebenso identifizieren wie Zonen mit verminderter Härte bzw. Festigkeit.
Die Kombination der Härteprüfung mit einer metallographischen Untersuchung des Schweißnahtquerschnitts ist besonders aussagekräftig. So können die jeweiligen Gefügebereiche den auffälligen Härtewerten zugeordnet und die Ursachen für lokale Werkstoffveränderungen oder Schäden beurteilt werden.
Die Härteprüfung an Lichtbogenschweißverbindungen erfolgt gemäß DIN EN ISO 9015:2011. Für laser- und elektronenstrahlgeschweißte Verbindungen gelten die Anforderungen von DIN EN ISO 22826:2021.
Härteprüfpunkte über den Querschnitt einer Schweißnaht
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