WSK Härteprüfverfahren

• Widerstand eines Stoffes gegen das Eindringen eines zweiten Körpers
• Eindringvermögen abhängig von: Eigenhärte, Stempelgestalt, Art und Größe der Belastung => zusätzlich zur Härteangabe muss Prüfverfahren angegeben werden

Nach Aufbringung der Prüfkraft in statische (sehr langsame Kraftaufbringung) und dynamische Prüfverfahren

• Schnell und einfach
• Weitgehend zerstörungsfrei (nur geringe Beschädigung)
• möglich Abschätzung der Zugfestigkeit

Eindruck an unkritischer, in weiteren Tests möglichst unbelasteten Stelle

Ritzen der Oberfläche

• Härterer Werkstoff ritzt Weicheren => Hierarchie
• Nur vergleichende Aussagen, keine Quantifizierung

Belastung des Eindruckkörpers auf der Oberfläche der Probe stoßfrei bis zur festgesetzten Höhe über eine definierte Zeit. Anschließend Messung des Eindrucks.

• 1.Prinzip: Messung der Fläche des Eindrucks und Bezug auf Prüfkraft
• 2.Prinzip: Messung der Eindringtiefe

Härtewerte dimensionslos

Kugel mit definiertem Durchmesser D aus Hartmetall oder gehärtetem Stahl wird mit Prüfkraft F in die Probe eingedrückt und der Durchmesser d der Eindruckkalotte gemessen. Prüfkraft und Kugeldurchmesser aufeinander abgestimmt.

F~D²

linearer Zusammenhang

• Vorteile:
• günstige Mittelwertbildung
• besonders gut für heterogene Werkstoffe
• empirischer Zsm-hang zw. Härte und Zugfestigkeit
• Nachteil:
• Gefahr der Kugelabplattung bei großen Prüfkräften=> Anwendungsbereich begrenzt

• Pyramidenförmiger Diamant mit quadratischer Grundfläche als Eindringkörper verwendet
• Aus Mittelwert der Diagonalen wird Eindruckfläche ermittelt
• 
• HV aus Eindrucktiefe:
• 

• Kleinlasthärteprüfung mit prüfkraft zw. 2 und 50N
• Mikrohärteprüfung mit Prüfkraft zw. 0,01 und 2 N

Prüflasten zw. 10N und 0,01N =>Mikrohärteeindruck am Einzelkristall

• Vorteile:
• für weiche und harte Stoffe
• Härteprüfung an dünnen Blechen und Oberflächenschichten möglich
• Härteeindrücke sind geometrisch ähnlich => Ergebnisse weitgehend unabhängig von Belastung
• Klein- und Mikrohärteprüfung möglich

• Eindringtiefe maßgeblich
• Bezugsebene festlegen durch Prüfvorkraft F_v bis zur Eindringtiefe t₀
• Messgerät auf 0 stellen
• Prüfkraft F₁ aufbringen und Einwirkdauer konstant halten
• Erreichen der Gesamttiefe t₁
• Entlasten=>Nur noch Prüfvorkraft=>Rückgang der Eindringtiefe um elastischen Anteil
• Bleibende Eindringtiefe t_b

• 
• Z und X je nach Verfahren aus Tabelle

• A,C,N Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel
• B,F,T Stahlkugel

• Am häufigsten HRC und HRB
• Sonstige Unterscheidung in Vor- und Prüfkraft

• Vorteile:
• schnelle Durchführung
• automatisiert
• für gehärtete Teile und Werkzeuge

• Nachteile:
• keine direkte Umrechnung nach Brinell oder Vickers möglich
• Umrechnung nur nach Härtevergleichstabellen
• bei weichen werkstoffen nicht anwendbar (falls Eindringtiefe >0,2mm)
• evtl. Nachgiebigkeit des Prüfkörpers (z.B. Rohre)

• Für alle Werkstoffe anwendbar
• Eindringtiefe unter Prüfkraft bestimmt
• Härtewert bestimmt sich durch mittlere mechnische Spannung im Prüfeindruck zum Zeitpkt. der Messung
• Eindringkörper ist Diamantpyramide (wie bei Vickers)

• 
• HU: Härtewert in N/mm²
• F: Prüfkraft in N
• A: Eindruckoberfläche unter F_prüf in mm²
• h: Eindringtiefe unter F_prüf in mm

• Vorteile:
• Ermittlung des Härtewertes aus elastischer und plastischer Deformation
• Anwendung für alle Werkstoffe
• Unabhängigkeit des Härtewertes von der Prüfkraft für Eindringtiefe
• Prüfung dünner Bleche, kleiner Proben, dünnwandiger Rohre und dünner Schichten möglich

• Nachteile:
• Mit kleiner werdenden Eindrücken erhöhte Anforderungen an die Güte der Probenoberfläche
• Erschütterungsanfälligkeit, insbesondere im Eindringbereich
• Empfindlichkeit des Diamant-Eindringkörpers gegenüber Beschädigung

• Schwingender Metallstab mit Vickersdiamant an der Spitze dringt unter Prüfkraft in Probe ein
• Sobald Schwinger mit Metall beim Eindruck in Kontakt =>Erhöhung der Resonazfrequenz
• Bestimmumg von
• Vor der Messung muss Gerät justiert werden mit Vergleichsprobe
• Es wird die Vickershärte gemessen

• Vorteile:
• kurze Prüfzeit
• automatischer Prüfablauf
• direkte Anzeige des Härtewertes

• Nachteil:
• nicht genormt

• Schlaghärteprüfung
• Fallhärteprüfung
• Equotip

• Erzeugnung eines Prüfeindrucks mittels Kugel infolge dynamischer Beanspruchung durch einen Hammerschlag (Poldi-Hammer) oder mit Federkraft(Baumann-Schlaghärteprüfer)
• Schlagwerte nicht gleich mit Werten aus Brinell, da Einfluss der Deformationsgeschwindigkeit)
• Härtewert aus Vergleich mit bekannten Härten

• Vorteile:
• einfach zu bedienen
• portabel

• Nachteile:
• nur senkrecht aufzustellen
• begrenzter Arbeitsbereich (nicht Überkopf)

• Rückprallhärteprüfgerät zur Härteprüfung an größeren Werkstücken (ab 1kg)
• Höhe des Rückpralls = Maß für Härte
• Je größer platische Verformung, desto kleiner Rücksprunghöhe

• Schlagkörper mit kugelförmigem Eindringkörper durch Federkraft auf Prüffläche geschossen
• Messung der Aufprall- und Rückprallgeschwindigkeit
• Härte aus Verhältnis der Geschwindigkeiten
• Je größer Rückprallgeschwindigkeit desto Härter ist Probenkörper

• Vorteile:
• Positionsunabhängige Anwendbarkeit(mit Korrekturfaktoren)
• Einfache Handhabung
• Sehr kurze Prüfzeiten