Mikrohärteprüfgerät Anton Paar MHT CPX2

Ein Mikrohärteprüfgerät dient zur Bestimmung der Härte und der lokalen mechanischen Eigenschaften von Materialien auf sehr kleiner Skala. Es ermöglicht die Analyse örtlicher Härteunterschiede und wird insbesondere eingesetzt, um feine Materialstrukturen oder kleinste Bereiche gezielt zu untersuchen. Aufgrund der geringen Prüfkräfte und Eindringtiefen ist ein Mikrohärteprüfgerät besonders für die Härteprüfung von Beschichtungen geeignet. Darüber hinaus kommt es in der Werkstoffprüfung zum Einsatz, beispielsweise um durch Härtemappings auf Schliffproben detaillierte Informationen über die Verteilung mechanischer Eigenschaften innerhalb eines Materials zu erhalten.

• Härte
• Elastizitätsmodul
• Eindringkriechen
• Eindringrelaxation
• Verformbarkeit

• Vickers
• Berkovich
• Knoop
• Rockwell
• Kugel

• Instrumentierte Eindringprüfung: ISO 14577-1:2015
• Instrumentierte Eindringprüfung Kunststoffe: ISO TS 19278
• Glaskeramik: ISO 9385:1990
• Sinterwerkstoffe: ISO 4498:2010
• Einsatzhärtungstiefe CHD bzw. Eht: ISO 18203:2016
• Randschichthärtetiefe SHD bzw. Rht: ISO 18203:2016
• Nitrierhärtetiefe NHD bzw. Nht: ISO 18203:2016
• Härteprüfung Schweißverbindungen: ISO 9015-1:2001, ISO 9015-2:2016, ISO 22826:2005

• Kraftgeregelte Eindringprüfung
• Weggeregelte Eindringprüfung
• Konstante Dehngeschwindigkeit
• Dynamische Prüfzyklus mit zunehmender Prüfkraft oder Eindringtiefe
• Kontinuierlicher und progressiver Multizyklus
• Matrixprüfung (Mapping)

Härteverlaufsmessung

Die Härteverlaufsmessung dient dazu um die Einhärtetiefe (CHD, SHD, NHD) von randschichtgehärteten Stählen zu bestimmen. Bei dieser wird eine Reihe von Härteeindrücken am polierten Querschliff vom Probenrand in Richtung der Probenmitte gesetzt. Dies erfolgt mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung mit kleinen Prüfkräften. Aus diesem so ermittelten Härte-Tiefen-Verlauf wird die Einhärtetiefe ermittelt. Diese wird je nach Verfahren als Einsatzhärtetiefe Eht, Nitrierhärtetiefe Nht oder Randschichthärtetiefe Rht bezeichnet. Mit der Härteverlaufsmessung erfolgt auch die Härteprüfung von Schweißnähten.

Härteprüfpunkte Bauteilrand

• Prüfkraft: 50 mN – 30 N
• Eindringtiefe: 0.1 – 1000 µm
• Positioniergenauigkeit xy: 2 µm
• Max. Probentemperatur: bis 350 °C

Bei der Mikrohärteprüfung bzw. Mikroindentierung wird i.d.R. eine vierseitige (Vickers) oder dreiseitige (Berkovich) Pyramide mit einer definierten Kraft in das zu prüfende Bauteil eingedrückt. Während der Belastung und Entlastung wird die Prüfkraft und die Eindringtiefe des Prüfkörpers kontinuierlich gemessen. Deshalb wird diese Prüfung als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet bzw. früher häufiger als Martens-Härteprüfung. Sie ist gekennzeichnet durch kleine Prüfkräfte und geringe Eindringtiefen des Prüfkörpers, wodurch diese Art der Werkstoffprüfung als quasi zerstörungsfrei betrachtet werden kann.

Um die Härteverteilung über eine definierte Fläche zu bestimmen, wird ein Mapping durchgeführt. Dabei werden die Prüfpunkte matrixförmig über die zu untersuchende Fläche verteilt. Durch diese dichte Rasterung lassen sich detaillierte Aussagen über die Homogenität der Werkstoffeigenschaften treffen. Anhand der so ermittelten Härteverteilung können nicht nur lokale Schwankungen erkannt werden, sondern auch Rückschlüsse auf Gefügeinhomogenitäten gezogen werden, beispielsweise auf Seigerungen durch Perlit in Stählen. Ebenso lassen sich andere Mikrostrukturbesonderheiten wie Karbid- oder Nitrideinschlüsse, Korngrenzeneffekte oder lokale Verfestigungen identifizieren.

Dieses Verfahren eignet sich nicht nur für metallische Werkstoffe, sondern auch für Keramiken, Polymere und Verbundwerkstoffe, da es eine präzise Erfassung und Darstellung der Härteverteilung in verschiedenen Materialsystemen ermöglicht.

In unserem Steinbeis-Transferzentrum können wir die Mikrohärteprüfung auch bei erhöhten Temperaturen bis zu einer Probentemperatur von 350 °C durchführen. Dadurch ist eine detaillierte Untersuchung des Härteverhaltens unterschiedlichster Werkstoffe unter thermischer Belastung möglich. Neben Polymeren bzw. Kunststoffen, bei denen unter anderem die Glasübergangstemperatur bestimmt werden kann, also die Temperatur, bei der diese Werkstoffe vom flüssigen oder gummielastischen in den glasigen oder hartelastischen Zustand übergehen, können auch Metalle untersucht werden.

So lassen sich für Metalle beispielsweise Veränderungen der Härte infolge von Rekristallisation, Phasenumwandlungen oder thermischer Erweichung analysieren. Dies liefert wertvolle Informationen über das Verhalten metallischer Werkstoffe bei erhöhten Einsatztemperaturen und unterstützt ihre Optimierung hinsichtlich der thermischen Beständigkeit und Lebensdauer in realen Anwendungen.