Härteprüfung - Metallurgische Analyse

Im Kontext metallografischer Untersuchungen und der Schadensanalyse dient die Härteprüfung dazu, wichtige Rückschlüsse auf den Werkstoffzustand und mögliche Schadensursachen zu ziehen. Sie liefert Hinweise auf die Festigkeit, Zähigkeit und das Gefüge eines Materials und ergänzt somit metallografische Untersuchungen bei der Beurteilung von Werkstoffeigenschaften. Insbesondere ermöglicht sie die Bewertung von Wärmebehandlungszuständen, indem überprüft wird, ob ein Material ordnungsgemäß gehärtet, vergütet oder angelassen wurde. Im Rahmen der Schadensanalyse hilft die Härteprüfung, Abweichungen von Sollwerten, Materialfehler, Überhärtungen, Entfestigungen oder unzulässige Gefügeveränderungen zu erkennen, die zu einem Bauteilversagen beigetragen haben können. Darüber hinaus können Aussagen über die Verschleißfestigkeit sowie den Einfluss von Oberflächenbehandlungen oder Randschichtveränderungen getroffen werden. Somit ist die Härteprüfung ein wichtiges Werkzeug zur Ursachenanalyse und Bewertung von Schadensfällen.

Grundsätzlich unterscheidet man bei den Härteprüfverfahren in Verfahren mit statischer und dynamischer Aufbringung der Prüfkraft.

• Bei den statischen Härteprüfverfahren wird die Prüfkraft quasistatisch mit geringem Gradienten über die in den entsprechenden Normen festgelegte Zeit aufgebracht.
• Bei den dynamischen Härteprüfverfahren wird die Prüfkraft schlagartig aufgebracht, wodurch eine Stoßbelastung entsteht. Diese Härteprüfverfahren werden in mobilen Härteprüfgeräten angewendet.

Bei der Härteprüfung wird ein Prüfkörper in den Werkstoff eingedrückt und die Härte als Widerstand gegen das Eindringen dessen bestimmt. Für die Härteprüfung an festen Werkstoffen werden überwiegend Verfahren mit statisch aufgebrachter Prüfkraft eingesetzt. Zur Bestimmung der Härte wird entweder

• die Abdruckgröße (optische Messverfahren),
• die Eindringtiefe des Prüfkörpers (Tiefen-Messverfahren) oder
• der Kraft-Weg-Verlauf während der Prüfung (instrumentierte Eindringprüfung).