Mikrohärteprüfung
Die Mikrohärteprüfung dient dazu die oberflächennahe Härte zu bestimmen. Deshalb wird dieses Verfahren zur Härteprüfung von Beschichtungen, von spröden Werkstoffen und für Härteverlaufsmessungen von randschichtgehärteten Bauteilen eingesetzt. Die Härte ist entscheidend für das Reibungs- und Verschleißverhalten sowie die Haltbarkeit eines Bauteils. Wir bieten die Mikrohärteprüfung bzw. Martens Härteprüfung als Dienstleistung an. Damit ermitteln wird die Härte und weitere Werkstoffkennwerte, quasi zerstörungsfrei mit geringen Prüfkräften.
Die Mikrohärteprüfung wird als instrumentierte Eindringprüfung durchgeführt, d.h. die Kennwerte werden aus einer während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass nicht nur die Härte mit großer Genauigkeit sondern auch weitere Werkstoffkennwerte bestimmt werden können.
Anwendungen der Mikrohärteprüfung
- Oberflächenhärte
- Härte Beschichtungen
- Härte spröde Werkstoffe
- Härteverlaufsmessungen für Härtetiefe
- Härteverteilung (Mapping)
- Schweißnahtprüfung
- Härte bei hoher Temperatur
Kennwerte der Mikrohärteprüfung
- Oberflächenhärte (Martens, Vickers)
- Elastizitätsmodul
- Eindringkriechen
- Eindringrelaxation
- Verformungsarbeit (elastisch, plastisch)
Durch die Mikrohärteprüfung werden die Oberflächenhärte und weitere Werkstoffkennwerte aus der während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve bestimmt. Damit lassen sich präzise Messungen der Oberflächenhärte, der Härte von Beschichtungen und Härteverlaufsmessungen durchführen. Ein wichtiger Werkstoffkennwert, der zusätzlich zur Härte so an einem Bauteil bestimmt wird, ist der Elastizitätsmodul, der die Höhe der Hertzschen Kontaktspannungen bestimmt. Dieser weicht am Bauteilrand meistens erheblich von den Angaben in Datenblättern ab.
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.
Eine weitere Anwendung für die instrumentierten Eindringprüfung ist die Bestimmung des Vernetzungsgrades von Lackschichten, was insbesondere bei Isolierlacken ein wichtiges Merkmal darstellt. Dieser kann durch eine instrumentierte Eindringprüfung bestimmt werden indem entweder ein Härte-Tiefen-Verlauf bestimmt wird oder das Kriechverhalten bei konstanter Last.
Die Mikrohärteprüfung können wir im Steinbeis Transferzentrum auch bei hohen 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. Das ist die Temperatur bei der diese Werkstoffe vom flüssigen oder gummielastischen Zustand in den glasigen oder hartelastischen Zustand übergehen (Erweichungstemperatur).
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Mikrohärteprüfungen.
Härteverlaufsmessungen
Die Härterverlaufsmessung dient der Bestimmung der Einhärtetiefe (Rht, Nht, Rht) von randschichtgehärteten Bauteilen. Dabei wird am polierten Querschliff eine Reihe von Härteeindrücken vom Rand in Richtung Probenmitte gesetzt. Aus diesem so ermittelten Härte-Tiefen-Verlauf wird der Abstand von der Oberfläche zur jeweiligen Grenzhärte berechnet. Dieser Abstand wird je nach Verfahren als Einsatzhärtetiefe (Eht), Nitrierhärtetiefe (Nht) oder Randschichthärtetiefe (Rht). Mit der Härteverlaufsmessung erfolgt auch die Ermittlung der Härteverteilung über Schweißnahtbereiche. Lichtbogenschweißverbindungen werden nach ISO 9015 geprüft und die mit Laser- und Elektronenstrahlen hergestellte Schweißverbindungen nach ISO 22826.
Härteverlaufsmessung (Härteprüfpunkte Bauteilrand)
Mikrohärteprüfung – Verfahren
Bei der Mikrohärteprüfung bzw. Mikroindentierung wird während der Belastung und Entlastung durch einen Eindringkörper die Prüfkraft und die Eindringtiefe des Prüfkörpers kontinuierlich gemessen. Deshalb wird diese als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet oder auch als Martens-Härteprüfung. Diese Art der Prüfung ist gekennzeichnet durch kleine Prüfkräfte und geringe Eindringtiefen des Prüfkörpers. Als Prüfkörper wird für die Mikrohärteprüfung i.d.R. ein Vickers- oder Berkovich-Prüfdiamant verwendet. Aufgrund der geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers kann die Prüfung als quasi zerstörungsfrei betrachtet werden.
- Mikrohärteprüfung
- Mikroindentierung
- Martens Härteprüfung
- Instrumentierte Eindringprüfung
Kraft-Weg-Kurve der Mikrohärteprüfung
Ablauf Mikrohärteprüfung als instrumentierte Eindringprüfung: