Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Arnold Horsch e.K Wissensdatenbank
Wechseln zu: Navigation, Suche
Zeile 239: Zeile 239:
 
|
 
|
 
|
 
|
||
+
|
 +
|
 
|-
 
|-
 
|
 
|

Version vom 31. Januar 2017, 14:04 Uhr

Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind zahlreich.[1]

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Typische Fehler

Nebenstehend einige der Grundsätzlichen Fehlermöglichkeiten die bei allen Härteprüfverfahren gemacht werden können.

Typische Fehler, klassische und mobile Verfahren[2]
  • Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen
  • Unkenntnis der gültigen Vorschriften
  • Gefügeeinflüsse bei gleicher Härte
  • falsches auflegen der Teile - Hohllage (Schüsselung)
  • Spannfehler
  • falsche Auflagevorrichtung
  • falsche Probenvorbereitung
  • Erwärmung durch Trennen oder Schleifen
  • zu grober / falscher Anschliff
  • Erwärmung durch Einbettung in Warmeinbettpresse
  • „Korrekt“ kalibrierte Maschine, die falsch misst
  • nicht korrigierte konvex-konkave Oberflächen „Korrekturwerte“
  • das falsche Härteprüfverfahren
  • defekter Eindringkörper
  • nicht entfettete Oberflächen
  • einfach keine Ahnung und munter drauflosprüfen


  • typische Fehler bei mobilen Verfahren
    • alle vorgenannten Fehler
    • zu wenig Masse (Bauteilgewicht)
    • zu geringe Wandstärke
    • falsche Werkstoffwahl am Prüfgerät
Streuende Härtewerte

Stark streuende Härtewerte bei einem 1.2601, X165CRMoV12

  • soll 700-800 HV 10
  • ist 750-930 HV 10
Fehlermöglichkeiten[2]
  • durch falsches härten, streuende Härtewerte
  • falsche Abkühlung (Abschrecken), Weichfleckigkeit
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
Was war's?[2]
  • Unkenntnis des Werkstoffes und daraus falsches Prüfverfahren
  • 1.2601, X165CRMoV12 kann je nach Umformgrad starke Karbidzeilen mit großen Karbiden aufweisen, wird jetzt sowohl in Karbidzeilen als auch dazwischen mit einer niedrigen Prüflast wie HV 10 geprüft, kommt es zu großen Schwankungen bei den geprüften Härtewerten. Die Karbidzeilen haben einen höheren Härtewert, als die zwischen den Zeilen liegende Matrix.
X165CRMoV12-Zeilen.jpg
Lösung
  • höhere Prüflast wählen wenn möglich, z.B. HRC - HV 100, dann wird die Mischhärte geprüft
CHD Oberflächenhärte zu niedrig

CHD Oberflächenhärte zu niedrig, ist 55 HRC

Zeichnungsvorschrift

  • CHD 0,6 + 0,3mm
  • 58+4 HRC
Fehlermöglichkeiten[2]
  • durch falsches härten, Härte zu niedrig
  • durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
  • zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
  • falsche Abkühlung (Abschrecken)
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
Was war's?[2]
  • Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen und der gültigen Vorschriften
  • falsches Prüfverfahren laut DIN ISO 15787[3], sind bei einer Härtetiefe von 0,6 mm und 58 HRC = 650 HV, folgende Prüfverfahren zu wählen HV 50 oder HRA. Bei zu hoher Prüflast bricht die Härtezone ein (Eierschaleneffekt) und er geprüfte Härtewert erscheint zu niedrig.
Lösung
  • normgerechte Prüflast nach DIN ISO 15787 [3]wählen
CHD Oberflächenhärte zu niedrig

CHD Oberflächenhärte zu niedrig ist 650 HV 10

Zeichnungsvorschrift

  • CHD 0,3 + 0,2mm
  • 680 + 150 HV 10
Fehlermöglichkeiten[2]
  • alle wie im vorstehenden Beispiel möglich
Was war's?[2]
  • falscher Anschliff der Probe
  • beim Einsatzhärten entsteht üblicherweise eine Randoxydation, wird diese nicht einwandfrei beim anschleifen entfernt, befindet sich an der Oberfläche eine leicht schwammige poröse Zone, wird hierin die Härte geprüft erscheint der Härtewert deutlich zu niedrig.
  • erkennen kann man diesen Fehler relativ einfach, ist der Härteeindruck wie im Bild rechts unscharf und schwammig und nicht wie links scharf und klar, ist der Anschliff nicht i.O.
HV10-Anschliff.jpg
Lösung
  • richtiger Anschliff
Härte i.O., Bauteil versagt

Bauteil vergütet

Zeichnungsvorschrift

  • 34 CrMo 4 +QT - 1.7220 +QT
  • Rm 750 – 900 MPa
  • 220-260 HB 5/750

Bauteil versagt im Einsatz bei richtiger Härte

Fehlermöglichkeiten[2]
  • falsche Vergütung
  • falsch geprüft Härtewerte
Was war's?[2] [4]
  • falsche Wärmebehandlung, Bauteil wurde nicht vergütet, sondern vermutlich aus der Schmiedehitze abgekühlt
  • Härteprüfung kann solche Fehler nicht finden, es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben

Vergütet-1.7220-1.jpg Vergütet-1.7220-2.jpg

Lösung
  • richtig Prüfen, vergütete Bauteile sollten neben der HB Prüfung, mindestens mit einem metallographischen Schliff auf die korrekte Gefügeausbildung geprüft werden
  • evtl. Zerstörungsfreies Prüfverfahren wie[4] einsetzen
Falscher HRC Wert

Soll = 58+4 HRC Ist = 56 HRC

Härteprüfmaschine

  • a. misst zu zu niedrige Härtewerte
  • b. misst korrekt
Fehlermöglichkeiten[2]
  • Maschine falsch kalibriert
  • Vorlast falsch
  • Hauptprüflast falsch
  • Diamant defekt
  • Probenauflage falsch
  • Spindel defekt
  • falsch kalibrierte Härtevergleichsplatte (CRM = Certified Reference Material)
  • unbekannt
Was war's?[2]
  • eine Abweichung der Härteprüfmaschine

Eine Überprüfung mit Härtevergleichsplatten kann folgende Ergebnisse ergeben

Kalibration-1.jpg Kalibration-2.jpg

Wird eine Rockwellhärteprüfmaschine überprüft, müssen immer mind. 2 Härtevergleichsplatten und zwar eine Weiche und eine Harte, zum Einsatz kommen. Nur so können die typischen Fehler einer Rockwellhärteprüfmaschine, die Linearitäts- oder die Parallelitätsverschiebung, festgestellt werden

  • im ersten Beispiel handelt es sich um eine Linearitätsverschiebung, keine systematische Abweichung der Härteprüfmaschine
    • hier hat der Anwender keine sichere Möglichkeit der Korrektur, er weis nicht wo der Drehpunkt der Linearitätsverschiebung ist und kann mit einer Korrektur genau in die falsche Richtung Arbeiten
  • im zweiten Beispiel handelt es sich um eine Parallelitätsverschiebung eine systematische Abweichung der Härteprüfmaschine um -3 HRC
    • dies ist eine systematische Abweichungen einer Härteprüfmaschine diese darf korrigiert werden, in unserem Beispiel ist der HRC Wert um 3 HRC zu niedrig und darf nun um diese 3 HRC angehoben werden
  • es muss überprüft werden ob der Prüfdiamant beschädigt, die Teileauflage n.i.O. ist oder die Spindel beschädigt ist, ist alles i.O.?


Lösung

In beiden Fällen, wenn der Fehler nicht gefunden wird, ist unbedingt eine Wartung, Justage und Neukalibrierung der Prüfmaschine durchzuführen.

Wiederholgenauigkeit der HRC Werte auf Härtevergleichsplatte > 1 HRC bei 60,4 HRC Fehlermöglichkeiten[2]
  • Diamant defekt
  • Probenauflage falsch
  • Spindel defekt
  • unbekannt
Was war's?[2]
  • defekter Prüfdiamant
    • im nachfolgenden Bild ist die Beschädigung wiedergegeben
HRC-Diamant-1.jpg

Was tun?[2]

  • Maschine in allen Funktionen Prüfen
    • Probenauflage
    • Spindel
    • Diamant prüfen
      • Diamant unter Lupe kontrollieren um Beschädigungen zu finden
      • Härteeindruck in weicher Probe setzen und den Eindruck im Mokroskop kontrollieren um Beschädigungen zu finden
        • ist Diamant defekt wechseln
  • nach Überprüfung jeder Funktion einzeln Prüfen ob die Streuung bleibt
Lösung
  • Diamant wechseln
    • ist die Wiederholgenauigkeit nach dem Diamantwechsel i.O, war der Diamant die Ursache

Einzelnachweise

<references> [1] [2] [3] [4]

  1. 1,0 1,1 Arnold Horsch, Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis, Arnold Horsch e.K., Remscheid
  2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 Arnold Horsch, Vortrag, Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung, Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis, Arnold Horsch e.K., Remscheid
  3. 3,0 3,1 3,2 DIN ISO 15787 Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben, Beuth Verlag Gmbh, Berlin
  4. 4,0 4,1 4,2 Arnold Horsch, Zerstörungsfreie Härte-/Gefügeprüfung wärmebehandelter Massenteile mit magnetinduktiven Verfahren, Vortrag Härtereikongess, Köln, 2015