Härte prüfen mit Zwick Prüfsysteme Prüfen mit Verstand FP 303 1.1208

3 Die Zwick Roell Gruppe – über ein Jahrhundert Erfahrung in der Materialprüfung Die mechanisch-technologische Prüfung ist die älteste Disziplin in der Materialprüfung. Ihre Bedeutung hat bis heute ständig zugenommen. Im 15. und 16. Jahrhundert stellten Leonardo da Vinci und Galileo Galilei bereits Überlegungen über die Biegebeanspruchung und das elastische Verhalten von Materialien an. Die ersten Prüfmaschinen dafür entstanden Mitte des 18. Jahrhunderts in Frankreich. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts beschäftigt sich die Firma Amsler, Gottmadingen (vormals in Schaffhausen, Schweiz) mit der Werkstoffprüfung,...

4 Innovative Härteprüfung Seit Jahren ist Zwick ein Anbieter von stationären Härteprüfgeräten für alle genormten Verfahren sowie einer Vielzahl von tragbaren Härteprüfern. Durch aktive Mitarbeit in nationalen und internationalen Normungsgremien gestalten unsere Spezialisten die moderne und innovative Härteprüfung von „heute und morgen“ mit. Das Härte-Produktsortiment wurde durch innovative Entwicklungen vor allem in den letzten Jahren deutlich erweitert. Damit verfügt die Zwick Roell Gruppe heute wohl über das umfassendste Angebot von Härteprüfmaschinen und -geräten für fast jede Anforderung....

5 Bild 1: Härteprüfverfahren in der Übersicht Härteprüfung – Grundlagen, Prüfverfahren, Normen Grundlagen Um 1900 schlug Martens als Begriffsbestimmung vor: „Härte ist der Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen (härteren) Körpers entgegensetzt.“ Diese ebenso einfache wie anschauliche Definition hat sich im technischen Bereich durchgesetzt und wurde bis heute beibehalten. Die technische Härte ist eine mechanische Kenngröße zur Beschreibung eines Werkstoffes bzw. eines Werkstoffzustandes. Die Härte kann nicht direkt gemessen werden, sondern wird aus primären Messgrößen z. B.: •...

6 Bei Metallen werden hauptsächlich Verfahren mit statischer Krafteinwirkung eingesetzt. Ein Eindringkörper (Kugel, Kegel, Pyramide) aus Stahl, Hartmetall oder Diamant wird senkrecht in die Oberfläche des auf fester Unterlage ruhenden Prüflings eingedrückt. Die Prüfkraft wird stoßfrei mit definierter Aufbring- und Einwirkzeit aufgebracht. Bei vielen Prüfverfahren wird der Eindruck nach Entlastung vermessen. Die Längenmesswerte (Eindringtiefe, Diagonale, Durchmesser) und die Prüfkraft werden für die Berechnung des Härtewertes herangezogen. Bild 2: Zwick/ZHU0.2/Z2.5 Universale Härteprüfmaschine...

7 Härteprüfverfahren und Normen Härteprüfung nach Rockwell (A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) Messgröße Rockwellhärte HR. Gemessen wird die Eindringtiefe h in mm. Definition HR = N - h/S N ... Zahlenwert (für jedes Rockwell-Verfahren festgelegt) h ... bleibende Eindringtiefe in mm S ... Skalenwert in mm Dieser Wert ist die Eindringtiefenänderung in mm, die einer Rockwelleinheit entspricht. Darstellung des Prüfergebnisses: z.B. 61,2 HRC Kennbuchstabe für das gewählte Rockwell-Verfahren Kennbuchstaben für Rockwellhärte Härtewert Vorteile • geringer Zeitaufwand für die Durchführung, da der Härtewert...

8 Härteprüfung nach Knoop Messgröße Knoophärte HK. Gemessen wird die Länge der langen Diagonalen des bleibenden Prüfeindrucks. Definition HK = 0,102 F/A = 1,451 F/d² F ... Prüfkraft in N A ... Projektionsfläche des Prüfeindruckes in mm² d ... Länge der langen Eindruckdiagonale in mm Darstellung des Prüfergebnisses: z.B. 1240 HK 0,5/30 Einwirkdauer in s (entfällt bei 10 bis 15 s) Kennziffer für die Prüfkraft, entspricht F in N · 0,102 Kennbuchstaben für Knoop-Härte Härtewert Vorteile • geeignet für schmale Proben wegen des großen Diagonallängenverhältnisses von etwa 7:1 • für dünne Proben oder...

9 Instrumentierte Eindringprüfung (Martens) Messgröße Gemessen werden die Prüfkraft und die zugehörige (zeitsynchrone) Eindringtiefe während der Belastung und der Entlastung. Definition 1 Eindringkörper 2 Oberfläche des verbleibenden plastischen Eindrucks in der Probe 3 Oberfläche des Eindrucks bei maximaler Eindringtiefe und Prüfkraft a Prüfkraftaufbringung b Prüfkraftrücknahme c Tangente an die Kurve b bei Fmax Darstellung des Prüfergebnisses: z.B. HM 0,5/20/20 = 8700 N/mm² Härtewert Haltezeit der Prüfkraft in s Aufbringzeit der Prüfkraft in s Prüfkraft in N Vorteile • Anwendung für alle Werkstoffe...

10 modifiziertes Verfahren nach Brinell HBT Messgröße Modifizierte Brinellhärte HBT. Gemessen wird die bleibende Eindringtiefe h in mm des Prüfeindrucks unter Prüfvorkraft. Definition HBT = Härtewert, der durch Umwertung der Eindringtiefe mit Hilfe von Referenzproben gewonnen wird. Darstellung des Prüfergebnisses: z.B. 205 HBT 10/3000 Kalibrierverfahren der Referenzproben Kennzeichen des Prüfverfahrens Härtewert Vorteile • geringer Zeitaufwand für die Durchführung, da der Härtewert nach dem Eindringvorgang direkt ablesbar ist bzw. angezeigt wird • Möglichkeit der Automatisierung • Aufwand für...

11 Rückprallhärteprüfung Messgröße Rückprallhärte. Gemessen wird die Aufprallgeschwindigkeit va und die Rückprallgeschwindigkeit vr (bzw. -höhe) des Schlagkörpers. Definition Rückprallhärte = c · vr /va c ... Konstante vr ... Rückprallgeschwindigkeit des Schlagkörpers va ... Aufprallgeschwindigkeit des Schlagkörpers Darstellung des Prüfergebnisses: z.B. 540 HL Kennbuchstaben für Rückprallhärte Härtewert Vorteile • tragbares Gerät mit einfacher Handhabung • automatischer Prüfablauf, sehr kurze Prüfzeiten • Prüfung in allen Positionen, z.B. auch Überkopf- Messung, unter Verwendung von Korrekturfaktoren...