Einhärtetiefe bestimmen
Die Bestimmung der Einhärtetiefe, auch Randschichtdicke genannt, dient der Feststellung, bis zu welcher Tiefe der Werkstoff durch eine Wärmebehandlung gehärtet wurde. Dieser Vorgang wird oft als Randschichthärten bezeichnet und kann durch verschiedene Verfahren wie Einsatzhärten, Carbonitrieren, Flammhärten, Induktionshärten, Laseroberflächenhärten, Elektronenstrahlhärten, Nitrieren, Nitrocarburieren oder andere Wärmebehandlungsverfahren erreicht werden. Zur Bestimmung der Einhärtetiefe wird im Querschliff eine Reihe von Härteeindrücken vom Rand zur Mitte der Probe mit kleinen Prüfkräften erzeugt und daraus die Einhärtetiefe (CHD, Eht), Randschichthärtetiefe (SHD, Rht) oder Nitrierhärtetiefe (NHD, Nht) bestimmt.
Wir bestimmen als Steinbeis-Transferzentrum die Einhärtetiefe nach den jeweiligen Normen als Dienstleistung.
Wozu dient die Bestimmung der Einhärtetiefe?
- Qualitätskontrolle: In der Fertigungsindustrie wird die Einhärtetiefe gemessen, um sicherzustellen, dass die hergestellten Teile bis zu einer bestimmten Tiefe die gewünschte Härte aufweisen. Dies ist besonders wichtig für Teile, die hohen Belastungen, Verschleiß oder anderen extremen Bedingungen ausgesetzt sind, wie z. B. Zahnräder, Werkzeuge oder Lager.
- Wärmebehandlung: Die Bestimmung der Einhärtetiefe ist ein wichtiger Parameter bei der Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen, um sicherzustellen, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften in der richtigen Tiefe des Materials erreicht werden.
- Werkstoffentwicklung: Bei der Entwicklung neuer Werkstoffe ist die Bestimmung der Einhärtetiefe wichtig, um die Wirksamkeit von Härteverfahren zu beurteilen und die optimalen Parameter für die Herstellung widerstandsfähiger Werkstoffe zu ermitteln.
- Schadensanalyse: Bei Versagen oder Beschädigung von Bauteilen kann die Einhärtetiefe gemessen werden, um festzustellen, ob die Härtebehandlung ordnungsgemäß durchgeführt wurde und ob sie ausreichend tief in den Werkstoff eingedrungen ist.
Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?
- Normkonforme Prüfungen: Moderne Prüfgeräte ermöglichen es, die Einhärtetiefe von randschichtgehärteten Bauteilen normkonform zu bestimmen und Ihnen zuverlässige Daten zu liefern.
- Fachkundige Expertise: Die Messungen werden von qualifizierten Mitarbeitern/innen durchgeführt, die Ihnen bei Fragen gerne zur Verfügung stehen.
- Kundenzentrierter Ansatz: Jeder Auftrag ist individuell, daher sind unsere Analysen auf die jeweiligen kundenspezifischen Anforderungen zugeschnitten.
Dienstleistungen
- Einsatzhärtungstiefe CHD bzw. Eht: ISO 18203:2016
- Randschichthärtetiefe SHD bzw. Rht: ISO 18203:2016
- Nitrierhärtetiefe NHD bzw. Nht: ISO 18203:2016
- Härteprüfung in einer Schweißnaht nach ISO 9015-1, ISO 9015-2:2016, ISO 22826:2005
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für die Bestimmung der Einhärtetiefe.
Verfahren
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 hergestellte Schweißverbindungen nach ISO 22826:2005.
Härteverlaufsmessung (Härteprüfpunkte Bauteilrand)
Einhärtetiefe aus Haerte-Tiefen-Verlauf bestimmen
Definition
Die Einhärtetiefe ist der Abstand von der Oberfläche bis zur Grenzhärte (GH), die in Abhängigkeit von der Art der Randschichthärtung definiert ist. Die Einhärtetiefe wird in Abhängigkeit vom Randschichthärteverfahren als Einsatzhärtetiefe (Eht), Randschichthärtetiefe (Rht) oder Nitrierhärtetiefe (Nht) bezeichnet.
Einsatzgehärtete Teile (Aufgekohlte oder carbonitrierte Bauteile)
- Die Einhärtetiefe wird als Einsatzhärtungtiefe (CHD, Eht) nach ISO 18203:2016 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) wird nach ISO 18203:2016 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) nach ISO 18203:2016 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.