Modell MHT CPX2
Mikrohärteprüfgerät für Härteprüfung und Materialcharakterisierung
Ein Mikrohärteprüfgerät ermöglicht eine genaue und detaillierte Bestimmung der Härte von kleinen Bereichen und Beschichtungen. Im Gegensatz zur makroskopischen Härteprüfung, bei der größere Prüfkräfte auf größere Proben aufgebracht werden, arbeitet die Mikrohärteprüfung mit kleineren Kräften und Eindringtiefen. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn sehr genaue Härteprüfungen an feinen Strukturen und dünnen Beschichtungen erforderlich sind. Bei diesem Verfahren wird die Härte aus der während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, da der bleibende Härteeindruck in der Probe sehr klein ist.
Hier sind einige Anwendungen der Mikrohärteprüfung:
- Härteprüfung: Mikrohärteprüfgeräte ermöglichen die Messung der Härte von Materialien auf einer kleinen Skala. Dies ist besonders nützlich, wenn es darum geht, lokale Unterschiede in der Härte zu analysieren.
- Beschichtungen: Mikrohärteprüfgeräte sind aufgrund der geringen Prüfkräfte und Eindringtiefen des Prüfkörpers ideal für die Härteprüfung von Beschichtungen geeignet.
- Werkstoffprüfung: Durch die Erstellung von Härtemappings (flächenhafte Härteprüfung) auf Schliffproben können Mikrohärteprüfgeräte Informationen über die lokalen mechanischen Eigenschaften eines Materials liefern
Dienstleistungen
- Mikrohärtehärteprüfung
- Martens Härteprüfung
- Kleinlasthärteprüfung
- Universalhärteprüfung
- Härteprüfung kleiner Bauteile
- Härteprüfung spröde Werkstoffe
- Einhärtetiefe (SHD, CHD, NHD)
- Härteverlaufsmessung
- Härteprüfung Beschichtungen
- Schweißnahtprüfung
- Härteprüfung bis 350°C
Anwendungen
- Härteprüfung
- Materialcharakterisierung
Kennwerte
- Härte
- Elastizitätsmodul
- Eindringkriechen
- Eindringrelaxation
- Verformbarkeit
Prüfkörper
- Vickers
- Berkovich
- Knoop
- Rockwell
- Kugel
Normen
- 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
Beispiel
- 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
Spezifikation
- Prüfkraft: 50 mN – 30 N
- Eindringtiefe: 0.1 – 1000 µm
- Positioniergenauigkeit xy: 2 µm
- Max. Probentemperatur: bis 350 °C
Betriebsmodi
- Kraftgeregelte oder weggeregelte Eindringprüfung
- Konstante Dehngeschwindigkeit
- Dynamische Prüfzyklus mit zunehmender Prüfkraft oder Eindringtiefe
- Kontinuierlicher und progressiver Multizyklus
- Matrixprüfung (Mapping)
Instrumentierte Eindringprüfung
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.
Kraft-Weg-Kurve
Härtemapping
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.
Härteprüfung bei erhöhter Temperatur
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.