Einhärtetiefe bestimmen
Die Bestimmung der Einhärtetiefe, auch Randschichtdicke genannt, dient dazu, die Tiefe zu ermitteln, bis zu der ein Werkstoff durch eine Wärmebehandlung gehärtet wurde. Sie ist ein entscheidender Kennwert bei randschichtgehärteten Bauteilen und gibt Aufschluss darüber, ob die gewünschten mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Tragfähigkeit, in der erforderlichen Tiefe erreicht wurden.
Die Einhärtetiefe kann durch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren erzielt werden, beispielsweise durch Einsatzhärten, Carbonitrieren, Nitrieren, Nitrocarburieren, Induktions-, Flamm-, Laser- oder Elektronenstrahlhärten. Zur Bestimmung der Einhärtetiefe wird im Querschliff eine Härteverlaufsprüfung durchgeführt. Dabei werden vom Rand zur Mitte der Probe mit kleinen Prüflasten mehrere Härteeindrücke gesetzt. Aus dem Härteverlauf werden je nach Wärmebehandlungsverfahren
- die Einsatzhärtetiefe (CHD/Eht),
- die Randschichthärtetiefe (SHD/Rht) oder
- die Nitrierhärtetiefe (NHD/Nht)
ermittelt.
Als Steinbeis-Transferzentrum bieten wir die normkonforme Bestimmung der Einhärtetiefe als Dienstleistung an.
Zur Bestimmung der Einhärtetiefe von randschichtgehärteten Bauteilen wird eine Härteverlaufsmessung zur Ermittlung des Härtetiefenverlaufs durchgeführt. Diese erfolgt mit kleinen Prüfkräften mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung. Dabei wird im Querschliff eine Reihe von Härteeindrücken von Rand in Richtung Probenmitte gesetzt und daraus die Grenzhärte (GH) bestimmt. Der Abstand von der Oberfläche bis zur jeweiligen Grenzhärte (GH) wird als Einhärtetiefe definiert. Ähnlich wird auch dazu vorgegangen, um an Schweißnähten die Härteverteilung zu bestimmen. Lichtbogenschweißverbindungen werden nach ISO 9015 geprüft und die mit Laser- und Elektronenstrahlen hergestellten Schweißverbindungen nach ISO 22826:2005.
Härteverlaufsmessung (Härteprüfpunkte Bauteilrand)
Einhärtetiefe aus Haerte-Tiefen-Verlauf bestimmen
Die Einhärtetiefe gibt den Abstand von der Oberfläche bis zur Grenzhärte (GH) an. Sie ist abhängig von der Art der Randschichthärtung. Je nach Randschichthärteverfahren wird die Einhärtetiefe als Einsatzhärtetiefe (CHD bzw. Eht), Randschichthärtetiefe (SHD bzw. Rht) oder Nitrierhärtetiefe (NHD bzw. Nht) bezeichnet.
Einsatzgehärtete Teile (Aufgekohlte oder carbonitrierte Bauteile)
- Die Einhärtetiefe wird als Einsatzhärtungtiefe (CHD, Eht) bestimmt.
- CHD = Distanz von der Oberfläche bis zu dem Punkt, an dem die Grenzhärte erreicht ist.
- Grenzhärte = 550HV1, wenn die Kernhärte des Fertigteils bei Tiefe 3 x SHD kleiner als 450HV1 ist. Ist die Kernhärte größer 450HV1 kann die Grenzhärte erhöht werden.
Randschichtgehärtete Teile (Induktiv- oder flammengehärtete Bauteile)
- Die Einhärtetiefe als Randschichthärtetiefe (SHD, Rht) bestimmt.
- SHD = Abstand zwischen der Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks und derjenigen Stelle in der Randschicht, an die Grenzhärte erreicht ist.
- Die Grenzhärte beträgt 0.8 x Mindestwert der Oberflächenhärte, wenn in einer Tiefe von 3 x RHT die Kernhärte kleiner als der Mindestwert der Oberflächenhärte – 100 HV ist.
Nitrierte Teile und nitrocarburierte Bauteile
- Die Einhärtetiefe wird als Nitrierhärtetiefe (NHD, Nht) bestimmt.
- NHD= Abstand zwischen der Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks und derjenigen Stelle in der Randschicht, an der die Vickers-Härte der Grenzhärte entspricht.
- Die Grenzhärte ist gleich der Ist-Kernhärte + 50 HV.
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