Was ist ein Härteprüfgerät?
Härteprüfgeräte messen die Härte verschiedener Materialien und Produkte.
Je nach ihren Grundprinzipien lassen sich die Härteprüfverfahren grob in die Eindringprüfung und die dynamische Prüfung einteilen. Bei der Eindruckprüfung wird ein harter Eindringkörper in die Oberfläche eines Prüfkörpers gedrückt und die Größe der Oberfläche oder die Tiefe des Eindrucks gemessen. Je kleiner die Eindringfläche und je geringer die Eindringtiefe, desto härter wird das Material bewertet.
Bei der dynamischen Prüfmethode wird ein Hammer aus einer bestimmten Höhe fallen gelassen und seine Rückprallhöhe gemessen. Diese Prüfmethode wird als Shore-Härteprüfung bezeichnet und nutzt die Eigenschaft, dass die Probe umso höher zurückfedert, je härter sie ist.
Für die Durchführung der oben genannten Prüfverfahren werden verschiedene Härteprüfgeräte verwendet, je nach Eindringkörper, der auf den Eindringkörper ausgeübten Kraft und der Art der Messung des Eindrucks. Bei der Bewertung der Härte kommt es darauf an, je nach Größe, Form und Verwendungszweck des Probekörpers sowie je nach Vereinbarung zwischen dem Empfänger und dem Prüfer das geeignete Prüfverfahren und -gerät auszuwählen.
Anwendungen von Härteprüfgeräten
Prüfverfahren zur Messung der Oberfläche des Eindrucks
Die Härteprüfung nach Vickers und die Härteprüfung nach Brinell werden zur Messung des Oberflächenbereichs des Eindrucks verwendet.
Vickers-Härteprüfgerät
Vickers-Härteprüfgeräte werden zur Prüfung verschiedener Materialien, einschließlich metallischer Werkstoffe, verwendet. Es zeichnet sich durch eine geringe Prüfkraft aus und bewertet die Härte in einem engen Bereich. Es wird auch verwendet, um die Härteschichttiefe verschiedener Oberflächenbehandlungen, wie Aufkohlung, Induktionshärtung und Nitrierschichten, sowie die Härteverteilung von Schweißnähten zu beurteilen.
Brinell-Härteprüfgerät
Das Brinell-Härteprüfgerät prüft Guss- und Schmiedeteile sowie andere metallische Werkstoffe mit rauen Oberflächen und heterogenen Kornstrukturen. Es zeichnet sich durch eine große Prüfkraft und einen großen Eindruck aus, was eine Bewertung der durchschnittlichen Härte über einen relativ großen Bereich ermöglicht.
1. Prüfverfahren zur Messung der Eindringtiefe
Die Rockwell-Härteprüfung ist ein Prüfverfahren zur Messung der Eindringtiefe. Das Rockwell-Härteprüfgerät wird hauptsächlich für gehärtete Metallwerkstoffe verwendet. Bei der Bewertung der Härte der gehärteten Schicht in gehärteten Metallwerkstoffen müssen die geeigneten Prüfbedingungen (als Skala festgelegt) entsprechend der Härte und der Tiefe der gehärteten Schicht ausgewählt werden.
Die Shore-Härteprüfung, ein dynamisches Prüfverfahren, wird zur Prüfung der Härte von großen Teilen und Walzen verwendet und ist ein gängiges Prüfverfahren, das in der Praxis in Maschinenwerkstätten eingesetzt wird. Die Vorteile des Shore-Härteprüfgeräts liegen darin, dass es für die Produktinspektion verwendet werden kann, da der Eindruck weniger auffällig ist, und dass das Gerät klein und tragbar ist.
Funktionsweise der Härteprüfgeräte
Die Funktionsweisen von Härteprüfgeräten sind je nach Typ unterschiedlich:
1. Vickers-Härteprüfgerät
Beim Vickers-Härteprüfgerät wird ein Diamanteindringkörper mit einem quadratischen Flächenwinkel von 136 ° unter einer Prüfkraft in eine Probe gedrückt. Die diagonale Länge des quadratischen Eindrucks, der durch diese Belastung entsteht, wird mit einem am Prüfgerät angebrachten metallografischen Mikroskop gemessen.
Die Prüfung, die bei einem kgf oder weniger durchgeführt wird, wird als Mikro-Vickers-Härteprüfung bezeichnet. Das Prüfgerät ist sowohl für die Vickers- als auch für die Mikro-Vickers-Härteprüfung identisch. Beide Prüfungen können durch Änderung der Prüfkraft durchgeführt werden. Die Änderung der Prüfkraft ändert den Härtewert nicht, solange keine Unregelmäßigkeiten im Material vorhanden sind.
Für die Vickers-Härteprüfung sollte die Probe nicht größer als eine Handfläche sein. Die zu prüfende Oberfläche muss außerdem hochglanzpoliert sein, so dass es fast immer erforderlich ist, den Teil der Probe, dessen Härte bestimmt werden soll, auszuschneiden.
2. Brinell-Härteprüfgerät
Das Brinell-Härteprüfgerät verwendet einen Kugeleindringkörper, eine Stahl- oder Hartmetallkugel mit einem Durchmesser von 10 mm. Häufig wird eine Prüfkraft von 3 000 kgf verwendet. Die Kraft wird berechnet, indem die auf eine kugelförmige Vertiefung in der Prüffläche ausgeübte Kraft durch die Fläche der permanenten Vertiefung geteilt wird.
3. Rockwell-Härteprüfgerät
Das Rockwell-Härteprüfgerät wendet die Kraft in drei Stufen an. Zunächst wird eine Referenzlast verwendet, dann wird eine höhere Prüflast aufgebracht, und anschließend wird die Last auf die Referenzlast zurückgeführt. Die Härtebewertung basiert auf der Differenz der Eindringtiefen zwischen den beiden vor und nach der Prüfung aufgebrachten Referenzlasten.
Bei der Rockwell-Härteprüfung wird die Skala durch die Kombination mehrerer Prüfkräfte und Eindringkörpertypen bestimmt. Wenn beispielsweise ein Diamantkegel mit einem Spitzenradius von 0,2 mm und einem Spitzenwinkel von 120 ° verwendet wird und die Primärlast 10 kgf beträgt, wird die Skala A verwendet, wenn die Prüflast 60 kgf beträgt, die Skala D, wenn 100 kgf und die Skala C, wenn 150 kgf.
Eine Prüfung mit einer 1/16 Zoll (1,5875 mm) Stahlkugel mit einer Grundlast von 10 kgf und einer Prüflast von 100 kgf fällt unter die Skala B. Prüfungen, die mit einer Grundlast von 3 kgf und Prüflasten von 15, 30 und 45 kgf durchgeführt werden, nennt man Rockwell-Oberflächenhärtetests. Sie wird insbesondere für die Härteprüfung von dünnen Stahlplatten verwendet.
Bei den heutigen Rockwell-Härteprüfgeräten ist der Eindringkörper austauschbar und kann auf verschiedene Grund- und Prüfkräfte eingestellt werden. Der Vorteil ist, dass die Belastungen und Tiefenmessungen automatisch durchgeführt werden.
4. Shore-Härteprüfgerät
Bei der Shore-Härteprüfung wird ein Diamanthammer mit einer bestimmten Form und Masse aus einer bestimmten Höhe auf einen Probekörper fallen gelassen, und die Rückprallhöhe wird gemessen. Im Gegensatz zu anderen Prüfgeräten ist das Shore-Härteprüfgerät sehr klein und verbraucht keinen Strom.
Weitere Informationen über Härteprüfgeräte
Kalibrierung von Härteprüfgeräten
Härteprüfgeräte müssen in regelmäßigen Abständen kalibriert werden, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktionieren. In der Regel übernimmt dies der Hersteller der Prüfmaschine.
Auch im täglichen Betrieb ist die Überprüfung der Genauigkeit anhand von Prüfkörpern unerlässlich. Es wird ein Standardprüfkörper mit garantierter Härte vorbereitet, und bevor die eigentliche Prüfung durchgeführt wird, wird überprüft, ob mit dem Standardprüfkörper korrekte Ergebnisse erzielt werden können. Diese Vorprüfung kann Ihnen auch helfen, Fehler bei der Wahl der Prüfkraft oder des Eindringkörpers zu erkennen.