Mikrohärteprüfung
Die Mikrohärteprüfung bzw. Martens-Härteprüfung dient dazu die Härte und weitere interessante Materialeigenschaften eines Werkstoffes durch eine Eindringprüfung mit kleinen Prüfkräften zu bestimmen. Wir bieten als Steinbeis-Transferzentrum die Mikrohärteprüfung an Bauteilen und Beschichtungen als Dienstleistung an und ermitteln so die Härte quasi zerstörungsfrei. Die Härteprüfung ist ein Mittel zur Unterscheidung von Werkstoffeigenschaften und eines der am häufigsten verwendeten Prüfverfahren der Materialprüfung.
Die Prüfung der Härte im Mikrobereich erfolgt als instrumentierte Eindringprüfung, d.h. die Kennwerte werden aus der während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet.
Anwendungsgebiete der Mikrohärteprüfung
- Oberflächenhärteprüfung
- Härteprüfung Beschichtungen
- Härteprüfung von dünnen und kleinen Teilen
- Härteprüfung spröde Werkstoffe
- Härteverlaufsmessungen
- Bestimmung Einhärtetiefe (Rht, Eht, Nht)
- Härteverlaufsmessungen
- Härteverteilung (Mapping)
- Schweißnahtprüfung
- Härteprüfung bei hoher Temperatur
Kennwerte
- Härte
- Mikrohärte
- Vickers Härte
- Martens Härte
- Elastizitätsmodul
- Eindringkriechen
- Eindringrelaxation
- Verformungsarbeit
Durch die Mikrohärteprüfung werden die Oberflächenhärte und weitere Werkstoffkennwerte bestimmt. Ein wichtiger Kennwert, der so durch eine Eindringprüfung am realen Bauteil bestimmt wird, ist der Elastizitätsmodul (E-Modul). Dieser weicht am Bauteil meistens erheblich von den Angaben in Werkstoffdatenblättern ab, da diese bestenfalls Mittelwerte über den Probenquerschnitt darstellen.
Um die Härteverteilung über eine Fläche zu bestimmen, wie beispielsweise zur Detektion von Seigerungen, wird ein sogenanntes Härtemapping durchgeführt. Dabei werden die Prüfpunkte matrixförmig über die zu untersuchende Fläche verteilt und an jedem die Härte bestimmt.
Die Härteverlaufsmessung dient dazu die Einhärtetiefe (EHT, RHT, NHT) 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 kleinen Prüfkräften und deshalb mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung. 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.
Die Mikrohärteprüfung können wir im Steinbeis Transferzentrum auch bei Temperaturen bis 350°C durchführen. Dadurch kann das Härteverhalten des Werkstoffes bei hohen Temperaturen untersucht werden und z.B. Größen wie die Glasübergangstemperaturen von Polymeren bzw. Kunststoffe bestimmt werden.
Eine weitere Anwendung für die instrumentierten Eindringprüfung ist die Bestimmung des Vernetzungsgrades von Lackschichten, was insbesondere bei Isolierlacken ein wichtiges Merkmal darstellt.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Mikrohärteprüfungen.
Mikrohärteprüfung – Verfahren
Bei der Mikrohärteprüfung bzw. Mikroindentierung wird i.d.R. eine vierseitige (Vickers) Pyramide aus Diamant mit kleinen Kräften und geringen Eindringtiefendes Prüfkörpers in das zu prüfende Bauteil eingedrückt, weswegen das Verfahren oftmals als Mikrohärteprüfung Vickers bezeichnet wird. Jedoch ist die Größe des bleibenden Abdruckes wegen der geringen Größe zu gering, um lichtoptisch bestimmt zu werden. Deshalb wird diese aus der während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet. Deshalb wird diese Prüfung als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet bzw. früher häufiger als Martens-Härteprüfung. Durch die kleinen Prüfkräfte und geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers kann diese Art der Werkstoffprüfung als quasi zerstörungsfrei betrachtet werden.
- Instrumentierte Eindringprüfung: ISO 14577, ASTM E2546
- Instrumentierte Eindringprüfung Kunststoffe: ISO TS 19278
- Metallische Überzüge: ISO 4516
- Glaskeramik: ISO 9385
- Einsatzhärtungstiefe Eht bzw. CHD: EN ISO 2639
- Randschichthärtetiefe bzw. SHD: ISO 18203, EN 10328
- Nitrierhärtetiefe Nht bzw. NHD: DIN 50190-3
- Härteprüfung Schweißverbindungen: ISO 9015, ISO 22826
Kraft-Weg-Kurve der Mikrohärteprüfung
Ablauf Mikrohärteprüfung als instrumentierte Eindringprüfung: