Einhärtetiefe bestimmen
Die Bestimmung der Einhärtetiefe dient der Ermittlung der Tiefe, bis zu der die Eigenschaften eines Werkstoffs durch eine Randschichthärtung oder eine andere thermochemische Wärmebehandlung gezielt verändert wurden. Sie ist ein wichtiger Kennwert zur Beurteilung randschichtgehärteter Bauteile und ermöglicht die Überprüfung, ob die geforderte Härtetiefe und somit der vorgesehene Werkstoffzustand erreicht wurde.
Je nach Wärmebehandlungsverfahren wird zwischen verschiedenen Kenngrößen wie der Einsatzhärtetiefe (CHD), der Randschichthärtetiefe (SHD) und der Nitrierhärtetiefe (NHD) unterschieden. In der Regel erfolgt die Bestimmung über einen Härteverlauf am präparierten Querschliff, wobei die jeweilige Einhärtetiefe anhand definierter Härtekriterien ermittelt wird.
Härteprüfpunkte am BauteilrandDie Prüfung dient insbesondere der Qualitätssicherung und Kontrolle von Wärmebehandlungsprozessen wie Einsatzhärten, Carbonitrieren, Nitrieren sowie Induktions-, Flamm- oder Laserhärten. Darüber hinaus unterstützt sie die Bewertung von Bauteilen im Rahmen der Schadensanalyse.
Aus dem Härteverlauf werden je nach Wärmebehandlungsverfahren
- die Einsatzhärtetiefe (CHD/Eht),
- die Randschichthärtetiefe (SHD/Rht) oder
- die Nitrierhärtetiefe (NHD/Nht)
ermittelt.
Wir bieten die normkonforme Bestimmung der Einhärtetiefe als Dienstleistung an.
Zur Bestimmung der Einhärtetiefe randschichtgehärteter Bauteile wird eine Härteverlaufsmessung im Querschliff durchgeführt. Hierzu wird aus dem Bauteil ein metallographischer Schliff hergestellt und die zu untersuchende Oberfläche präpariert. Anschließend werden mit kleinen Prüfkräften, beispielsweise mittels Mikrohärteprüfung oder Nanoindentierung, mehrere Härteeindrücke in definierten Abständen von der Oberfläche in Richtung Bauteilmitte gesetzt.
Aus den einzelnen Messwerten wird der Härteverlauf über die Randschicht ermittelt. Die Einhärtetiefe ergibt sich aus dem Abstand zwischen der Oberfläche und der Stelle, an der die festgelegte Grenzhärte (GH) erreicht wird. Auf diese Weise lassen sich sowohl die maximale Härte an der Oberfläche als auch die Tiefe und Gleichmäßigkeit der gehärteten Randschicht zuverlässig bestimmen.
Einhärtetiefe aus Haerte-Tiefen-Verlauf bestimmen
Die Bestimmung der Einhärtetiefe, als Abstand von der Oberfläche bis zur Grenzhärte (GH), erfolgt nach der ISO 18203:2026. Abhängig vom eingesetzten Randschichthärteverfahren wird zwischen verschiedenen Arten der Einhärtetiefe unterschieden. Bei einsatzgehärteten Bauteilen spricht man von der Einsatzhärtetiefe (CHD, Eht), bei induktiv-, flamm- oder lasergehärteten Bauteilen von der Randschichthärtetiefe (SHD, Rht) und bei nitrierten oder nitrocarburierten Bauteilen von der Nitrierhärtetiefe (NHD, Nht). Die jeweils anzuwendende Grenzhärte ist in der Norm festgelegt und richtet sich nach dem jeweiligen Härtungsverfahren sowie dem Werkstoff.
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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