Härteprüfung
Entdecken Sie die Welt der Härteprüfung, wo Sie mehr über die Prinzipien der Härteprüfung für Metalle und Materialien erfahren können, einschließlich Industriestandards, theoretischer Hintergründe, der wichtigsten Härteprüfmethoden und praktischer Anwendungstipps.
Egal, ob Sie ein Profi in der Härteprüfung sind oder gerade erst anfangen, hier finden Sie nützliche Ressourcen, darunter kostenlose Downloads von Postern und Anwendungshinweisen sowie Zugang zu Webinaren, die Ihre Anforderungen an Prüfungen und Materialanalysen unterstützen.
Um tiefer in die Details der Härteprüfung einzutauchen, werfen Sie einen Blick in unsere umfassende Broschüre über Härteprüfgeräte für weitere Informationen.
Was ist Härteprüfung?
Mithilfe von Härteprüfung können Sie Materialeigenschaften, wie Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, beurteilen und so besser entscheiden, ob ein bestimmter Werkstoff oder eine bestimmte Werkstoffbehandlung für Ihre Zwecke geeignet ist. Die Härteprüfung ist definiert als „eine Prüfung zum Bestimmen des Widerstands, den ein Werkstoff der dauerhaften Verformung durch Eindringen eines härteren Eindringkörpers entgegensetzt“.
Die Härte gehört jedoch nicht zu den Grundeigenschaften eines Werkstoffs. Deswegen müssen Sie, um die korrekten Schlüsse aus einer Härteprüfung zu ziehen, den quantitativen Wert immer in Bezug zu Folgendem setzen:
- Die am Eindringkörper anliegende Kraft
- Das jeweilige Last-Zeit-Profil und die Lasteinwirkdauer
- Die Form des jeweiligen Eindringkörpers
Wie funktioniert die Härteprüfung?
Bei der Härteprüfung wird normalerweise ein Gegenstand (Eindringkörper) mit vorgegebenen Abmessungen und vorgegebener Last in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstoffs gedrückt. Dabei wird die Härte durch Messen der Eindringtiefe des Eindringkörpers oder durch Messen der Größe des vom Eindringkörper hinterlassenen Eindrucks bestimmt.
- Zu Härteprüfungen, bei denen die Eindringtiefe gemessen wird, gehören: Rockwell, IIT, Kugeleindrücke
- Zu Härteprüfungen, bei denen die Größe des vom Eindringkörper hinterlassenen Eindrucks gemessen wird, gehören: Vickers, Knoop und Brinell
Wir verstehen ihre herausforderungen bei der härteprüfung
Die Überprüfung ihrer Werkstoffe mithilfe des passenden Härteprüfverfahrens ist für die Einhaltung gleichbleibender Produktqualität und aller gesetzlichen Vorgaben entscheidend. Mit anderen Worten müssen Sie sich auf die Korrektheit des Ergebnisses verlassen können – und das jedes Mal. Dies verlangt eine Lösung, die Ihren Anforderungen an Geschwindigkeit und Genauigkeit erfüllt.
Um die beste Lösung für Sie zu finden müssen wir deswegen Ihre Herausforderungen verstehen und genau wissen, was Sie mit Ihrer Härteprüfung erreichen wollen:
Die vier am häufigsten verwendeten Härteprüfmethoden
Härteprüfung nach Rockwell
Die Härteprüfung nach Rockwell ist ein schnelles Verfahren, das für die Überwachung der Fertigung, in erster Linie mit metallischen Werkstoffen, entwickelt wurde. Die Werte sind direkt ablesbar. Die Rockwell-Härte (HR) wird durch Vermessen der Tiefe eines Eindrucks ermittelt, nachdem ein Eindringkörper mit einer bestimmten Prüfkraft in die Probe gedrückt wurde.
- Generell für größere Probengeometrien gedacht
- „Schnelltest“ hauptsächlich für metallische Werkstoffe
- Auch geeignet für anspruchsvollere Prüfungen, wie die Prüfung nach Jominy (HRC) (Stirnabschreckversuch)
Härteprüfung nach Vickers
Die Härteprüfung nach Vickers eignet sich zur Prüfung aller Feststoffe, einschließlich metallischer Werkstoffe. Die Vickers-Härte (HV) wird durch Vermessen der Diagonalen eines Eindrucks ermittelt, der nach Belastung der Probe mit einem pyramidenförmigen Diamanten als Eindringkörper unter einer bestimmten Prüfkraft gebildet wird. Die Länge der Diagonalen wird optisch erfasst. Die Härte wird anschließend mithilfe einer Tabelle bzw. Formel ermittelt.
- Härteprüfung aller Feststoffe, einschließlich metallischer Werkstoffe
- Großer Anwendungsbereich
- Auch geeignet für die Härteprüfung von Schweißnähten
Härteprüfung nach Knoop
Die Knoop-Härte (HK) ist eine Alternative zur Vickers-Härte für Härteprüfungen mit geringer Prüfkraft. Sie dient in erster Linie dazu, Rissbildung in spröden Werkstoffen zu vermeiden, aber auch, um die Prüfung dünner Schichten zu erleichtern. Als Eindringkörper wird ein asymmetrischer pyramidenförmiger Diamant verwendet. Die Härte wird durch optisches Vermessen der langen Diagonale des Eindrucks berechnet.
- Für harte, spröde Werkstoffe wie Keramik
- Geeignet für kleine, längliche Bereiche, wie Beschichtungen
Härteprüfung nach Brinell
Die Härteprüfung nach Brinell wird für große Proben aus Werkstoffen mit einer groben oder inhomogenen Kornstruktur verwendet. Sie hinterlässt einen verhältnismäßig großen Eindruck mit einer Wolframkarbidkugel, die Härte wird als HBW bezeichnet. Die Größe des Eindrucks wird optisch vermessen.
- Für Werkstoffe mit grober oder inhomogener Kornstruktur
- Für große Proben
- Geeignet für geschmiedete Werkstücke und Gussstücke mit großen, inhomogenen Gefügebestandteilen
Gewährleistung von genauigkeit und reproduzierbarkeit bei der härteprüfung
Die ordnungsgemäße Anwendung der Härteprüfung verlangt eine sorgfältige Vorbereitung und Durchführung der Prüfung. Sind die grundlegenden Voraussetzungen erfüllt, bieten die meisten Härteprüfungen eine gute Genauigkeit und Reproduzierbarkeit.
Das Ergebnis einer Härteprüfung wird durch zahlreiche Faktoren beeinflusst. Generell gilt die Faustregel: Je geringer die Prüfkraft bei der Härteprüfung, desto mehr Parameter müssen beachtet werden, um ein korrektes Ergebnis zu erzielen.
Nachstehend sind einige der wichtigsten Faktoren genannt, die es zu bedenken gilt, um korrekte Ergebnisse bei der Härteprüfung zu gewährleisten.
- Externe Einflüsse, wie Licht, Verschmutzungen, Vibrationen, Temperatur und Feuchtigkeit, müssen kontrolliert werden.
- Das Prüfgerät muss auf einem stabilen, horizontalen Untertisch stehen, mit horizontal ausgerichtetem Prüftisch. Die Probe muss eingespannt sein oder in einem Halter oder dem Prüftisch gehalten werden.
- Der Eindringkörper muss sich senkrecht zur zu prüfenden Oberfläche befinden.
- Bei der Härteprüfung nach Vickers, Knoop oder Brinell ist eine konstante Beleuchtung während der Prüfung erforderlich.
- Das Prüfgerät muss bei jedem Ersatz von Eindringkörper oder Objektiv neu kalibriert/verifiziert werden.
Definition der prüfkräfte bei der härteprüfung
Offiziell werden Prüfkräfte in Newton (N) angegeben, traditionell werden sie jedoch in Kilogramm-Force (kgf), Gramm-Force (gf) oder Pond (p) ausgedrückt. Dabei gilt folgende Korrelation: 1,0 kgf = 1.000 gf = 1,0 kp = 9,81 N.
- Bei Prüfkräften von bis zu 1 kgf wird häufig von einer Mikrohärteprüfung gesprochen.
- Entsprechend wird für Härteprüfungen mit mehr als 1 kgf der Begriff Makrohärteprüfung verwendet.
Sofern Normen nichts Gegenteiliges vorschreiben, sollte die höchstzulässige Prüfkraft verwendet werden, um große Eindrücke und damit eine hohe Genauigkeit zu erreichen.
Die Prüfkräfte der vier Verfahren für metallische Werkstoffe* entsprechen den Anforderungen der jeweiligen ISO- und ASTM-Normen.
| HÄRTEPRÜFMETHODE | NORM | LASTBEREICH | |
| VICKERS |
ISO 6507 |
1 gf - > 100 kgf |
(0,00981 - > 980,7 N) |
| KNOOP |
ISO 4545 |
1 gf – 1 kgf |
(0,0098 - ≤ 9,807 N) |
| BRINELL |
ISO 6506 |
1 kgf – 3000 kgf |
(9,807 – 29420 N) |
| ROCKWELL |
ISO 6508 |
15 kgf – 150 kgf |
(147,1 – 1471 N) |
Härteprüfgeräte steigern die Effizienz
MAN Energy Solutions, einer der weltweit führenden Anbieter von Schiffsmotoren, wollte die Effizienz der Härteprüfung von thermisch beschichteten Gusseisenteilen steigern. Die Lösung bestand darin, die Härteprüfung mit einem Härteprüfgerät von Struers zu automatisieren.
Das Ergebnis war ein schnellerer und effizienterer Prozess auf nur einem Gerät.
Produkt: Härteprüfgerät Duramin-40
Unternehmen: MAN Energy Solutions
Herausforderung: Effiziente Härteprüfung von thermisch beschichtetem Gusseisen.
Ergebnisse: Ein schnellerer und effizienterer Prozess auf nur einem Gerät.
Poster für die härteprüfung
Derzeit bieten wir drei verschiedene Poster zur Härteprüfung an – alle geeignet für den Einsatz in jedem Labor. Laden Sie jetzt alle Poster herunter.
Härteumrechnung
Härtevergleich
Metallische Werkstoffe
Webinare über die härteprüfung
Erweitern Sie Ihre Kenntnisse in der Probenpräparation und sehen Sie sich unsere aufgezeichneten Webinare mit unseren Applikationsspezialisten zur Härteprüfung an.
Visuelle Analyse, Inspektion & Wartung
Kalibrierungs- & Zertifizierungsanforderungen
Probenpräparation und Einflussfaktoren auf Prüfergebnisse
Fehlersuche und-behebung bei der härteprüfung
Auswahl der am besten geeigneten härteprüfmethode
Auswahl der Prüfmethode
Ihre Wahl der Härteprüfung wird durch das Gefüge, z.B. die Homogenität des zu prüfenden Werkstoffs, sowie die Art des Werkstoffs, die Größe des Prüfteils und seinen Zustand bestimmt. Bei allen Härteprüfungen muss das gewählte Material repräsentativ für das gesamte Gefüge sein, es sei denn, Sie wollen die verschiedenen Bestandteile des Gefüges bestimmen.
Aus diesem Grund wählen Sie bei einem sehr groben, heterogenen Gefüge einen größeren Eindruck als bei einem homogenen Werkstoff. Generell unterscheidet man vier Härteprüfmethoden, die jeweils eigene Vorteile bieten und unterschiedliche Anforderungen haben.
Für jede Härteprüfung gibt es eigene Normen, die genaue Anweisungen hinsichtlich der Verfahren und Anwendung der jeweiligen Prüfung enthalten. Bei der Wahl eines geeigneten Verfahrens für die Härteprüfung sollten Sie unbedingt Folgendes bedenken:
- Art des zu prüfenden Werkstoffs
- Einhaltung bestimmter Normen
- Ungefähre Härte des Werkstoffs
- Homogenität/Heterogenität des Werkstoffs
- Größe des Teils
- Anzahl der zu prüfenden Proben