Vorallem bei Metallen kommt am meisten die Härteprüfung zum Einsatz, wenn der Werkstoff mechanisch geprüft werden soll. In unserem aktuellen Artikel stellen wir die neuesten Fortschritte in den Vickers-, Knoop- und Brinell-Härteprüfverfahren vor. Zudem beantworten wir Ihre Fragen zu diesem Bereich der Materialwissenschaft.

Inhalt

• Die Härteprüfung – Das Wichtigste in Kürze
  • VDI Richtlinie zur Härteprüfung
  • Härteprüfung an Kurbelwellen
  • Knoop-, Vickers-, Brinell- Härteprüf-Verfahren
• Häufige Fragen

Die Härteprüfung – Das Wichtigste in Kürze

Die Härteprüfung, ein entscheidendes Verfahren in der Materialwissenschaft und Qualitätssicherung. Moderne Methoden wie die Vickers- und Rockwell-Verfahren bieten präzisere Messungen und sind zunehmend automatisiert, um Effizienz und Genauigkeit zu steigern.

Ein aktueller Trend in der Härteprüfung ist die Integration digitaler Technologien, die eine detailliertere Datenanalyse und bessere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse ermöglichen. Zudem gewinnen portable Härteprüfgeräte an Beliebtheit, da sie flexible Einsatzmöglichkeiten direkt am Prüfort bieten.

Die Entwicklung hin zu mikroskopischen und nanoskopischen Härteprüfungen eröffnet neue Möglichkeiten in der Forschung und Entwicklung von Hochleistungsmaterialien, was zeigt, dass die Härteprüfung ein zentraler Bestandteil in der fortschreitenden Werkstoff-Forschung und Entwicklung bleibt.

VDI Richtlinie zur Härteprüfung

14.11.2023 | Die Richtlinie VDI/VDE 2616 Blatt 1 "Härteprüfung an metallischen Werkstoffen“ gibt einen Überblick über die gebräuchlichen Verfahren der Härteprüfung für metallische Werkstoffe. Die Richtlinie beschreibt die einzelnen Verfahren und ihre praktische Anwendung sowie die jeweiligen Besonderheiten mit den einzelnen Vor- und Nachteilen.

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Anschauliche Diagramme und Tabellen erleichtern die Auswahl eines geeigneten Verfahrens. Die VDI/VDE 2616 Blatt 1 ergänzt die für die Härteprüfung von Metallen bestehenden Normen. Zusätzlich werden nicht genormte Prüfverfahren berücksichtigt, die in der Prüfpraxis verbreitet sind.

Die Richtlinie VDI/VDE 2616 Blatt 1 „Härteprüfung an metallischen Werkstoffen“ ist im September 2023 erschienen und beim Beuth Verlag erhältlich.

Härteprüfung an Kurbelwellen

29.10.2021 | Kurbelwellen müssen hohe Anforderungen an Festigkeit, Druck oder schlagartigen Belastungen erfüllen, weil sie komplexen mechanischen Beanspruchungen standhalten müssen. Neben der chemischen Zusammensetzung der Materialien spielt die Oberflächenbehandlung eine entscheidende Rolle. Mit dem Induktions-Härten können Kurbelwellen gezielt auch in den hoch beanspruchten Radien-Bereichen gehärtet werden.

Zur Messung der Qualität der Oberflächenbehandlung setzt ein großer Kurbelwellenhersteller eine speziell für diesen Einsatz entwickelte Härteprüfanlagen von Hegewald & Peschke ein. Mit der Prüfanlage lassen sich Kurbelwellen über deren kompletten Fluchtkreis bzw. Durchmesser prüfen. Die Härtemessung nach dem Rockwell C-Verfahren erfolgt senkrecht zur Rotationsachse der Kurbelwelle.

Aufgrund der Kurbelwellengröße wird der Härteprüfkopf entsprechend der Prüfanforderung positioniert. Die Kurbelwelle wird über die eingebaute Pneumatik verspannt. Das erhöht die Reproduzierbarkeit der Messung deutlich. Abhängig vom Prüfumfang können pro Stunde bis zu 30 Kurbelwellen geprüft werden.

Knoop-, Vickers-, Brinell- Härteprüf-Verfahren

24.04.2018 | Unter dem Markennamen Wilson bietet Buehler eine neue Generation von Rockwell-, Knoop-, Vickers-, Brinell- und Universal-Härteprüfgeräten. Das Unternehmen präsentiert die neuen Modelle VH3100, VH3300, VH1202 sowie VH1150. Auch die Härteprüfsoftware „Diamet“ sowie eine Vielzahl zertifizierter Härtevergleichsplatten wurden neu entwickelt.

Insbesondere die automatisierten Härteprüfsysteme VH3300 und die Härteprüfsysteme aus der Bau­reihe VH3100 bieten eine voll integrierte Plattform, die allen Anforderungen an eine Vickers- und Knoop-Härteprüfung gerecht wird. Die Wilson-Härteprüfsysteme VH1102 und VH1202 sind eine flexible, kostengünstige und zuverlässige Lösung für Knoop- und Vickers-Mikrohärteprüfungen.

Dank unterschiedlicher Ausführungen von einer Standalone-Version für Prüflabore mit relativ niedrigem Probenaufkommen bis hin zu einem voll ausgestatteten System, das sich insbesondere für den industriellen Einsatz und Anwendungen mit hohem Probendurchsatz eignet, lassen sich diese Mikrohärteprüfgeräte an eine Vielzahl von Anforderungen anpassen.

Die Diamet-Software für die automatisierte Härteprüfung ermöglicht eine optimale Auswertung von Makro-Vickers-, Mikro-Vickers-, Knoop-, Rockwell- und Brinell-Härteprüfungen. Angeboten werden analoge, digitale und automatisierte Lösungen. Zu den Merkmalen der Software gehören eine sehr gute Laststeuerung und -überwachung mit automatischer Beleuchtung, automatischem Fokus, und automatischer Messung sowie modernste Funktionen für eine Vielzahl von Anwendungen in der Qualitätskontrolle.

Häufige Fragen und Grundlagen

Wie funktioniert die Härteprüfung?

Die Härteprüfung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber der dauerhaften Verformung, Eindringen oder Kratzern. Es gibt verschiedene Methoden der Härteprüfung. Bei all diesen Methoden geht es darum, zu sehen, wie viel Widerstand der Werkstoff gegen das Eindringen eines härteren Prüfkörpers bietet. Die Ergebnisse geben Aufschluss über Materialeigenschaften wie Verschleißfestigkeit und Duktilität des Werkstoffs.

Was gibt es für Härteprüfverfahren?

Es gibt verschiedene Methoden der Härteprüfung, die häufigsten sind:

Härteprüfung nach Brinell

Beim Brinell-Verfahren erfolgt die Bestimmung der Härte, durch eine harte Stahl- oder Hartmetallkugel, die mit einer definierten Prüfkraft für eine bestimmte Zeit auf das Material gedrückt wird. Die Härte wird durch Messung des Durchmessers des Eindrucks bestimmt.

Härteprüfung nach Vickers

Ähnlich wie Brinell, allerdings wird bei der Vickers Härteprüfung eine Diamantpyramide mit quadratischer Basis verwendet. Die Härte ergibt sich aus dem Verhältnis der angewandten Last zur Oberfläche der Eindrucksgröße.

Härteprüfung nach Rockwell

Diese Methode verwendet entweder eine Stahlkugel oder einen Diamantkegel als Eindringkörper. Die Härte wird durch die Tiefe des Eindrucks unter einer großen Last im Vergleich zur Eindringtiefe unter einer kleineren Vorlast bestimmt.

Shore-Härte (Durometer)

Wird hauptsächlich für Elastomere und Polymere verwendet und misst die Eindringtiefe eines spezifischen Eindringkörpers.

Knoop-Härte

Ähnlich wie Vickers, aber mit einem länglichen Diamanten, geeignet für dünne Schichten oder spröde Materialien.

Mohs-Härte

Eine qualitative Skala zur Kratzfestigkeit von Mineralien, wobei weichere Materialien von härteren gekratzt werden.

Warum wird Härte geprüft?

Die Ergebnisse einer Härtprüfung geben Aufschluss über Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit und Duktilität des Materials und sind wichtig für die Qualitätskontrolle und Materialauswahl in verschiedenen Industriebereichen.

Wie wird die Vickershärteprüfung durchgeführt?

In der Vickers-Härte-Prüfung wird die Härte eines Materials bestimmt, indem die Länge der Diagonalen eines quadratischen Eindrucks gemessen wird, der von einer Diamantpyramide unter einer definierten Last hinterlassen wird. Die Diagonale des Eindrucks gibt Aufschluss über die Härte des Materials, da härtere Materialien kleinere Eindrücke mit kürzeren Diagonalen erzeugen.

Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Buehler, Hegewald & Peschke, VDI.

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