Härteprüfung nach Vickers
Die Härteprüfung nach Vickers eignet sich für die verschiedensten Applikationen, einschließlich der Mikrohärteprüfung. Auf dieser Seite wird die Härteprüfung nach Vickers erklärt, hier finden Sie auch praktische Informationen über die Einsatzmöglichkeiten sowie eine Liste von Geräten für die Prüfung nach Vickers im Mikrobereich.
Härteprüfung nach Vickers auf einen Blick:
- Ideal für die Härteprüfung im Mikrobereich
- Für die Messung der Einsatzhärtetiefe, automatische Jominy-Prüfungen und die Härteprüfung von Schweißnähten
- Normen: ASTM E384, ISO 6507 und JIS Z 2244
Definition der härteprüfung nach vickers
Die Härteprüfung nach Vickers ist eine sehr vielseitige Methode für Prüfungen im Makro- und Mikrobereich. Er verfügt über einen breiten Lastbereich und eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen und Materialien.
Die Vickers-Härteprüfung gilt oft als einfacher anzuwenden als andere Härteprüfungen: Der Vorgang kann auf einem Universal-Prüfgerät oder einem Prüfgerät für den Mikrobereich durchgeführt werden, die Berechnungen sind unabhängig vom Durchmesser des Eindringkörpers und für alle Werkstoffe ungeachtet ihrer Härte kann derselbe Eindringkörper (ein pyramidenförmiger Diamant) verwendet werden.
Berechnung der Vickers-Härte (VH)
Die Vickers-Härte wird durch optisches Vermessen der Diagonalen des Eindrucks nach Belastung mit dem Eindringkörper ermittelt. Die Messwerte werden anschließend mithilfe einer Tabelle bzw. Formel in HV umgewandelt.
- Lastbereich: 10 gf bis 100 kgf
HV=1854,4Fd2
HV: Härte nach Vickers
F: Prüfkraft (gf)
d: Durchschnittliche diagonale Länge (μm)
Messung der Vickers-Härte in 7 Schritten
Unter Verwendung eines DuraVista-40 Härteprüfgeräts:
- Probe auf den Prüftisch legen.
- Probe durch Klicken und Ziehen mit der Maus in die gewünschte Position bewegen.
- Fokussieren durch Scrollen.
- Prüfverfahren und Prüfkraft wählen.
- Objektiv und Auftragsnamen wählen.
- Eindringkörper mit der Übersichtskamera positionieren.
- Prüfung starten.
Oberflächenpräparation
Bevor das zu prüfende Material auf das Härteprüfgerät gelegt werden kann, muss es ordnungsgemäß präpariert werden.
Der erforderliche Oberflächenzustand für die Vickers-Härteprüfung hängt von der verwendeten Belastung ab.
Makrohärteprüfung (Belastungen höher als 1 kgf)
- Feinschleifen der Oberfläche
Mikrohärteprüfung (Prüfkraft bis zu 1 kgf)
- Mechanisches oder elektrolytisches Polieren der Oberfläche
Prüfkräfte
| NORM | LASTBEREICH | |
|
ISO 6507 |
10 gf–≤ 100 kgf |
(0,0981–9,807 N) |
|
ASTM E384 |
1 gf - ≤1 kgf |
(0,0098 - ≤9,807 N) |
- Haltezeit: 10-15 Sekunden
- Dicke des Prüfmaterials, ASTM: Mindestens das 10-Fache der Eindringtiefe
- Dicke des Prüfmaterials, ISO: Mindestens das 1,5-Fache der mittleren diagonalen Länge
Laden Sie unser Anwendungsdokument zur Härteprüfung herunter.
Abstand zwischen Eindrücken
Gleichgültig, welches Prüfgerät Sie für die Härteprüfung nach Vickers verwenden, verformt der Eindringkörper das umgebende Material und ändert dessen Eigenschaften. Um eine falsche Auslegung der ermittelten Vickers-Härte zu verhindern, schreiben die Normen für die Härteprüfung nach Vickers einen bestimmten Abstand zwischen mehreren Eindrücken vor.
Stahl und Kupfer
- Mindestens 3 Diagonallängen zwischen Eindrücken
Blei, Zink und Aluminium
- Mindestens 6 Diagonallängen zwischen Eindrücken
Diagonallänge
Um das korrekte Vermessen der Eindrücke zu ermöglichen, schreiben die Normen für die Härteprüfung nach Vickers eine Mindestlänge der Diagonalen von 20 µm vor. Das bedeutet beispielsweise, dass ein CHD-Härteverlauf mit weniger als HV0,2 (siehe unten) generell zu vermeiden ist, da dadurch Eindrücke von weniger als 20 µm erzeugt werden.
Verfahren und Anwendungen für die Härteprüfung nach Vickers
Nachstehend finden Sie einen Überblick über die Prüfmethoden nach Vickers und die häufigsten Applikationen:
| PRÜFVERFAHREN | APPLIKATION/WERKSTOFF |
|
HV0.01 |
Kleine Geometrien, dünne Schichten, Keramikwerkstoffe |
|
HV0.1 |
Härteverläufe, CHD/Eht-Nht-RHt |
|
HV1/ HV2/ HV3 |
Härteverläufe, CHD/Eht-Nht-RHt |
|
HV5 |
Schweißprüfung, Sintermetalle |
|
HV30 |
Jominy-Test, Oberflächenhärteprüfung |
Laden Sie unsere Broschüre zu unseren Geräten für die Härteprüfung nach Vickers herunter.
Bestimmung der Einhärtetiefe (CHD)
Oberflächenhärte
Die Härteprüfung wird häufig zur Beurteilung der Einhärtetiefe von oberflächengehärteten Stählen herangezogen. Dabei wird, angefangen vom Rand des Probenquerschnitts in Richtung Probenmitte, eine Reihe von Eindrücken gesetzt. Der Härteverlauf wird als Kurve dargestellt und der Abstand von der Oberfläche zur Grenzhärte (GH) berechnet. Bei der Messung eines Härteverlaufs sind unbedingt die Vorschriften für Abstände zwischen Eindrücken zu beachten.
Bei der mechanischen Präparation der Proben ist ebenfalls auf gute Randschärfe zu achten, um eine präzise Messung der Einhärtetiefe zu gewährleisten.
- Einhärtetiefe = Abstand von der Oberfläche zur Grenzhärte
Berechnung des CHD-Werts
Die Grenzhärte kann auf unterschiedlichen Wegen bestimmt werden. Demzufolge gibt es verschiedene Methoden zur Ermittlung des CHD-Wertes. Die Wahl ist von dem verwendeten Härteprozess abhängig. Die am häufigsten verwendeten Rechenverfahren sind nachstehend aufgeführt.
1. Aufgekohlte oder carbonitrierte Werkstücke (EN ISO 2639)
- Grenzhärte = 550 HV
- CHD (Eht) = Abstand zwischen der Oberfläche und dem Punkt, an dem die Härte 550 HV beträgt.
2. Induktiv oder flammengehärtete Werkstücke (EN 10328& ISO 3754)
- Grenzhärte = 80 % x (minimale) Oberflächenhärte
- CHD (Rht) = Abstand zwischen der Oberfläche und dem Punkt, an dem die Härte 80 % der (minimalen) Oberflächenhärte beträgt.
3. Nitrierte Werkstücke (DIN 50190-3)
- Grenzhärte = Kernhärte + 50 HV
- CHD (Nht, NCD) = (maximaler) Abstand zwischen der Oberfläche und dem Punkt, an dem die Härte 50 HV über der Kernhärte liegt.
Beispiel für einen CHD-Verlauf
- Die CHD-Messung zeigt einen CHD-Wert von 0,95 mm bei einer Grenzhärte von 550 HV1.
Vergleich der Härteprüfung nach Knoop und Vickers
Im Lastbereich für Mikrohärten wird in der Regel die Härteprüfung nach Vickers zur Bestimmung der Härte eines Werkstoffs verwendet. Die Härteprüfung nach Knoop ist dann häufig Mittel der Wahl, wenn es um die Prüfung dünner Schichten, wie Beschichtungen, geht oder um Probleme aufgrund von Rissbildung bei spröden Werkstoffen zu vermeiden. Bei der Entscheidung, welches Prüfverfahren besser geeignet ist, sollten Sie die einschlägigen Normen berücksichtigen sowie die üblichen Kriterien, die für die Wahl eines Härteprüfverfahrens gelten.
Härteprüfung nach jominy
Die Prüfung nach Jominy (Stirnabschreckversuch) ist ein standardisiertes Prüfverfahren zur Bestimmung der Härtbarkeit von Stahl. Sie kann mit jedem Gerät für die Mikrohärteprüfung nach Vickers durchgeführt werden.
- Der Ablauf ist in den folgenden Normen beschrieben: ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437
Bei der Prüfung nach Jominy wird eine genormte zylindrische Stahlprobe auf die Austenitisierungstemperatur (etwa 980 °C bis 1010 °C) erhitzt und dann an der Stirnseite mit einem standardisierten Wasserstrahl abgeschreckt (abgekühlt). Nach dem Abkühlen wird die Härte in bestimmten Abständen, beginnend mit der abgeschreckten Stirnseite, ermittelt. Die verschiedenen Härtewerte entlang der Prüffläche ergeben sich aus den Gefügeunterschieden, die durch die Verlangsamung der Abkühlungsgeschwindigkeit mit zunehmendem Abstand vom abgeschreckten Ende erzeugt werden.
Je härter das Material in einem bestimmten Abstand vom Ende ist, desto höher ist die Härtbarkeit des Stahls.
Sowohl die Vickers- als auch die Rockwell-Härteprüfungen werden häufig für die Jominy-Prüfung verwendet. Bei der Entscheidung, welches Prüfverfahren besser geeignet ist, sollten Sie die einschlägigen Normen berücksichtigen sowie die üblichen Kriterien, die für die Wahl eines Härteprüfverfahrens gelten.
Weitere Informationen über die Härteprüfung nach Rockwell.
Härteprüfung von Schweißnähten
Für die Härteprüfung von Schweißnähten wird die Prüfung nach Vickers verwendet. Mit dieser Prüfung wird die Festigkeit einer Schweißnaht unter besonderer Berücksichtigung der Härte um die Wärmeeinflusszone (WEZ) bewertet. Anhand der Härte in diesem Bereich lässt sich die Sprödigkeit einer Schweißnaht beurteilen und damit feststellen, ob sie die gewünschte Festigkeit aufweist. Die Härteprüfung von Schweißnähten kann auf jeder Vickers-Mikrohärteprüfmaschine durchgeführt werden.
Bei der Härteprüfung von Schweißnähten wird eine Reihe von Messungen in einem bestimmten Muster in einem bestimmten Abstand von der Probenkante oder der Oberseite der Schweißnaht durchgeführt. Die Härtewerte können als Kurve dargestellt werden.
- Üblicherweise verwendete Verfahren: HV5 und HV10
- Geltende Normen: ISO 9015-1/-2
Downloads und webinare
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Härteumrechnung
Härtevergleich
Metallische Werkstoffe
Webinare über die härteprüfung
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Visuelle Analyse, Inspektion & Wartung
Kalibrierungs- & Zertifizierungsanforderungen
Probenpräparation und Einflussfaktoren auf Prüfergebnisse