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Makrohärteprüfung

Mit der Härteprüfung wird die Härte eines Bauteils als Widerstand gegen das Eindringen eines anderen Körpers bestimmt. Bei der Makrohärteprüfung dient zur Bestimmung der Härte entweder die Eindrucksgröße (optische Messverfahren) oder die Eindringtiefe des Prüfkörpers (Tiefen-Messverfahren).

Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Härteprüfungen als Dienstleistung durch.

Leistungen

  • Härteprüfung Metalle
  • Härteprüfung Nichtmetalle
  • Härteprüfung Kunststoffe

Methoden

  • Vickers
  • Brinell
  • Knoop
  • Rockwell
  • Super-Rockwell

Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Härteprüfung.

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Vickers, Brinell, Knoop

Die Härteprüfungen nach Vickers, Brinell und Knoop gehören zu den optischen Messverfahren. Bei diesen Härteprüfungen wird nur einmal eine Prüfkraft aufgebracht und anschließend die Größe des bleibenden Eindrucks des Prüfkörpers im Bauteil lichtoptisch gemessen. Die Härteprüfung nach Vickers ist ein weit verbreitetes Prüfverfahren, da es für die Prüfung aller festen Stoffe geeignet ist. Die Vickershärte (HV) wird bei der Makrohärteprüfung durch optische Vermessung der Diagonalen des bleibenden Härteeindrucks ermittelt, der nach Belastung der Probe mit einem pyramidenförmigen Diamanten unter einer Prüfkraft entsteht. Die optische Messung ist nach der Norm ab Diagonalenlängen von 20 µm zulässig. Bei kleineren Diagonalen muss die Härte aus der instrumentierten Eindringprüfung (Härteprüfung nach Martens) bestimmt werden. Die Härteprüfung nach Brinell wird für weiche bis mittelharte Proben aus Werkstoffen mit grobem oder inhomogenem Korngefüge angewendet. Sie hinterlässt nach der Einwirkung einer Hartmetallkugel einen relativ großen Eindruck. Die Knoop-Härteprüfung ist ein Härteprüfverfahren, das als Alternative zum Vickers-Verfahren für die Prüfung dünner Schichten oder spröder Werkstoffe entwickelt wurde. Als Prüfkörper dient eine asymmetrische vierseitige Pyramide.

  • Vickers
  • Brinell
  • Knoop

Rockwell, Super-Rockwell

Zu den Tiefenmessverfahren gehört die Härteprüfung nach Rockwell. Es handelt sich um ein schnelles Prüfverfahren, das in erster Linie für metallische Werkstoffe entwickelt wurde. Dabei wird zunächst eine geringe Prüfkraft aufgebracht, dann die Hauptkraft und nach einer bestimmten Zeit wird diese wieder auf die Vorkraft zurückgenommen. Das am häufigsten angewandte Verfahren ist das Verfahren nach Skala C, bei dem als Prüfkörper ein Diamantkegel verwendet wird. Die nach diesem Verfahren ermittelte Härte wird mit dem Zusatz HRC versehen. Für mittelharte Stähle wird die Skala B mit einer Wolframkarbidkugel (W) als Prüfkörper verwendet. Die nach diesem Verfahren ermittelte Härte wird mit HRBW bezeichnet. Das Super-Rockwell-Verfahren eignet sich besonders für die Härteprüfung an dünnen Bauteilen und Schichten oder an Proben, deren Härtewert außerhalb der normalen Rockwell-Skala liegt. Das Super-Rockwell-Verfahren ist in den USA weiter verbreitet als in Europa.

  • Rockwell (regular:): HRA, HRB, HRC, HRD, HRF, HRG, HRE, HRH, HRK
  • Super-Rockwell (Superficial Rockwell): HR15N, HR30N, HR45N, HR15T, HR30T, HR45T
  • Rockwellhärte Kunststoffe: HRR, HRL, HRM, HRE

Härteprüfung an Bauteilen

Welche Härteprüfung?

Die Wahl des Härteprüfverfahrens wird durch die Art und Homogenität des Werkstoffs, das Gefüge, die Probengröße und den Werkstoffzustand bestimmt. Bei allen Härteprüfungen muss die Probe für das gesamte Gefüge repräsentativ sein. Eine Ausnahme besteht, wenn z. B. die Härte verschiedener Gefügebestandteile bestimmt werden soll. Aus diesem Grund sollte bei einem heterogenen Gefüge ein größerer Eindruck gemacht werden als bei einem homogenen Werkstoff. Für jede Härteprüfung gibt es eigene Normen, die genaue Angaben über das Verfahren und den genauen Ablauf enthalten.

Vickers Härteprüfung

  • Homogene Werkstoffe mit niedriger bis hoher Härte.
  • Kleine bis große Werkstücke
  • Ermittlung von Einhärtetiefen
  • Härteverlaufsmessungen
  • Härteverteilung über Schweißnähte

Brinell Härteprüfung

  • Weiche Metalle (Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Blei, Zinn) bis hin zu mittelharten Metallen (vergütete Stähle)
  • Werkstoffe mit grober oder inhomogener Kornstruktur

Rockwell Härteprüfung

  • Bauteile mittlerer bis hoher Härte
  • Bauteile aus Kunststoff (Thermoplaste, weiche Verbundmaterialien)

Knoop Härteprüfung

  • Spröde Materialien
  • Beschichtungen

Mobile Härteprüfung

  • Große oder schwere Werkstücke
  • Vor-Ort-Härteprüfungen

Instrumentierte Eindringprüfung

  • Dünne und sehr dünne Beschichtungen
  • Kleine Bauteile
  • Bestimmung Einhärtetiefen
  • Härteverlaufsmessungen

Shore Härteprüfung

  • Shore A: Thermoplastische Elastomere (TPE), Nitrilkautschuk (NBR), Polyurethan (PU), Niederdichtes Polyethylen (LDPE), Silikonkautschuk, Neopren
  • Shore D: Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Hochdichtes Polyethylen (HDPE)
  • Shore OO: Weiche Schäume, sehr weiche elastomere Materialien, gelartige Materialien

Wie wird Härte definiert?

Die Härte ist der mechanische Widerstand eines Werkstoffes gegen das mechanische Eindringen eines anderen härteren Körpers. Die Härte kann sich durch Wärme verändern, das heißt die Härte eines Werkstückes nimmt nach einer Wärmebehandlung einen anderen Wert an. Die Härte gehört nicht zu den Grundeigenschaften eines Werkstoffs. Deswegen muss der quantitativ ermittelte Wert immer in Bezug zum Härteprüfverfahren mit den folgenden Parametern gesetzt werden:

  • Prüfkraft
  • Last-Zeit-Profil
  • Lasteinwirkdauer
  • Prüfkörper

Warum eine Härteprüfung?

Die Härteprüfung wird gemacht zum Bestimmen des Widerstands, den ein Werkstoff der dauerhaften Verformung durch Eindringen eines härteren Eindringkörpers entgegensetzt. bestimmt werden. Damit lässt sich entscheiden ob ein bestimmter Werkstoff oder eine bestimmte Werkstoffbehandlung für den beabsichtigten Einsatzzweck geeignet ist.

Was wird bei der Härteprüfung gemessen?

Bei der Härteprüfung wird ein Prüfkörper in den Werkstoff eingedrückt und die Härte als Eindringwiderstand bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt durch:

  • Messen der Größe des vom Prüfkörper hinterlassenen Eindrucks (optische Messverfahren)
  • Messen der Eindringtiefe des Prüfkörpers (Tiefen-Messverfahren)
  • Auswertung der Kraft-Weg-Kurve (instrumentierte Eindringprüfung)

Die instrumentierte Eindringprüfung (Martens Härteprüfung) ist dadurch gekennzeichnet, dass nicht nur die Härte mit hoher hohe Genauigkeit bestimmt wird sondern auch aus der Kraft-Weg-Kurve weitere Werkstoffkennwerte bestimmt werden können.

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Schorr

E-Mail: kontakt@steinbeis-analysezentrum.com
Tel: +49 721 9735 831
Mobil: +49 172 9057349

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