Umwertung

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Härteprüfung in Theorie und Praxis
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Grundsätzliches zum Umwerten

Eine Umwertung von Härtewerten sollte nur erfolgen wenn Sie zwischen den beteiligten Parteien abgestimmt ist und die Prüfbedingungen genauestens festgelegt wurden.

In vielen Fällen wird ein Hinweis auf das Spannungs-Formänderungs-Verhalten durch des Streckgrenzen-oder 0.2-Grenzen-Verhältnis erhalten. Grundsätzlich ist zu beachten, dass jede Härteermittlung nur gültig ist für den Bereich des Eindrucks. Im Falle von Härteänderungen, z. B. mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche, können die Ergebnisse von Brinell- und Vickershärtebestimmungen oder auch des Zugversuchs allein als Folge der unterschiedlichen Ausdehnungen der erfassten Werkstoffbereiche von den umgewerteten Werten abweichen. Eine Härteumwertung sollte nur dann vorgenommen werden. wenn das vorgeschriebene Prüfverfahren nicht angewendet werden kann. z. B. weil keine geeignete Prüfmaschine vorhanden ist. oder wenn die Entnahme der für das vorgeschriebene Verfahren erforderlichen Proben (z. B. Zugproben) aus dem Probekörper nicht möglich ist. Die Auswahl geeigneter Verfahren kann durch Anwendung der in den Bildern 3 und 4, der Norm, dargestellten Diagramme erleichtert werden. Kennwerte, die mit Hilfe von Umwertungstabellen ermittelt wurden, dürfen nur dann zur Grundlage von Beanstandungen gemacht werden, wenn dies im Liefervertrag vereinbart ist. Sind Härte- oder Zugfestigkeitswerte durch Umwertung nach dieser Internationalen Norm ermittelt worden, so muss angegeben werden, nach welcher Norm (ISO 6506-1, ISO 6507-1 und ISO 6508-1) die Härteprüfung durchgeführt wurde und dass die Umwertung nach ISO 18265 erfolgte. Als Grundlage für Umwertungen muss ein Mittelwert aus mindestens drei Einzelwerten der Härte verwendet werden. Die Oberflächen der Proben müssen zur Einhaltung einer vertretbaren Messunsicherheit feinstbearbeitet sein.

• Zwischen Härteprüfung und Zugversuch bestehen hinsichtlich der Werkstoffbeanspruchung wesentliche Unterschiede
• Es ist nicht möglich, mittels eines Modells gesicherte funktionale Beziehungen zwischen beiden Kennwerten abzuleiten
• Härte und Zugfestigkeit sind jedoch positiv korreliert
• Es ist möglich für eingeschränkte Gültigkeitsbereiche, empirische Beziehungen aufzustellen

Zwischen Zugfestigkeit, Brinell- und Vickershärte besteht eine nicht parallele Lineare Beziehung, mit anderen Härteprüfverfahren wie HRB / HRC ist dies nicht der Fall, dies macht generell eine Umwertung zwischen verschiedenen Prüfverfahren schwierig. Es können wie bereits erwähnt, nur für eingeschränkte Gültigkeitsbereiche, empirische Beziehungen aufgestellt werden.

Umwerteunsicherheiten

Die Unsicherheit eines Umwertergebnisses kann beträchtlich sein, dies hat viele Ursachen.

• die systematische Abweichung der Härteprüfmaschine
• Werkstoffeinflüsse
• unterschiedlich Prüfbedingungen

Die bisherige Praxis bei der Umwertung von Härtewerten hat gezeigt, dass oft versucht wird die Härtewerte zweier verschiedener Skalen bzw. Zugfestigkeitswerte ohne die Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften in eine feste Beziehung zu setzen. Dies ist nicht möglich, Bild 1 +2 der Norm. Daher sollte der Anwender sorgfältig Prüfen, ob alle Grundlagen für eine Umwertung erfüllt sind.

Bild 1

Umwerteunsicherheit Fehler

Da Umwerteunsicherheiten beträchtlich sein können insbesondere wenn die systematische Abweichung der Härteprüfmaschine nicht berücksichtigt wird, hierzu nachfolgendes Beispiel

• Umwertung HRA in HV = 85,5 HRA ≈ 920 HV (Tab. D.2)
• Grenzabweichung der Prüfmaschine zulässig ± 1,5 HRA
• Systematische Abweichung der Maschine + 1,4 HRA vom geprüften Härtewert müßten zur Korrektur also 1,4 HRA abgezogen werden = 85,5 - 1,4 = 84,1 HRA
• Umwertung korrigierter HRA Wert in HV = 84,1 HRA ≈ 845 HV (Tab. D.2)
• Abweichung des umgewerteten Härtewertes +75 HV, wenn nicht korrigiert wird

Schreibweise der Umwertung

Obwohl bereits in den Vorgängernormen zur DIN EN ISO 18265, der DIN 50150, die Schreibweise einer Umwertung genau festgelegt wurde, wird bei den meisten Umwertungen nicht angegeben das Umgewertet wurde. Dies ist ein grober Fehler, die Norm schreibt vor das Umwertungen wie nachfolgend geschrieben werden müssen.

Umwertetabellen

Die DIN EN ISO 18265 enthält in den Anhängen (informativ) A-F ein umfangreiches Tabellenwerk für verschiedene Werkstoffe. Verwenden Sie die Tabellen mit Vorsicht, nicht umsonst wurde vor jede Tabelle der folgende Warnhinweis gesetzt.

WARNHINWEIS - Härteumwertung ist kein Ersatz für eine direkte Härteprüfung. Deshalb sollten diese Tabellen mit Vorsicht und nach den in Abschnitt 3 der Norm erläuterten Grundsätzen angewendet

• Die in der Norm in den Anhängen A-F beigefügten Tabellen sind informative Anhänge, Sie sollen dazu dienen dem Anwender zu Zeigen wo in etwa Werte bei Umwertungen liegen. Da diese Tabellen Teilweise bereits mehr als 30 Jahre alt sind und auch nicht immer bekannt ist mit welchen Prüfbedingungen die Härtewerte ermittelt wurden, ist bei der Anwendung Vorsicht geboten. So werden bei der Rockwellhärteprüfung Heute vollkommen andere Prüfbedingungen angewendet als z.B. bei der Erstellung der Tabellen. D.h. das hier schon neben den bereits vorhandenen Unsicherheiten der Umwertung ein systematischer Fehler vorhanden ist. Auch sind nur ausgesuchte Werkstoffe in den Tabellen vorhanden, die Tabellen sind wie bereits erwähnt nicht ohne weiteres auf andere Werkstoffe / Legierungen übertragbar.

Umwertung Richtig gemacht

Wenn umgewertet werden soll ist die beste und sicherste Lösung

erstellen Sie eine eigene auf Ihren Messwerten basierende Umwertekurve, siehe nachfolgendes Bild geben Sie immer die Umwerteunsicherheit an führen Sie Umwertungen nur nach Genehmigung durch den Auftraggeber durch lassen Sie den Auftraggeber gegebenenfalls die Tabelle der Norm festlegen nach der die Umwertung durchgeführt werden soll, wenn keine eigene Tabelle vorhanden ist

Umwertebeziehung erstellt und ergänzt um den Beitrag zur Umwerteunsicherheit

Umwertekurve HRC in HV ergänzt um den Beitrag der Umwerteunsicherheit, gut erkennbar ist das zwischen den beiden Härteprüfverfahren eine nicht lineare Beziehung besteht. Diese wird auch noch durch unterschiedliche Werkstoffe beeinflusst. Dies bedeutet bei einem anderen Werkstoff oder Werkstoffgruppe, kann diese Umwertebeziehung anders aussehen. in diesem Beispiel ist der aus 58,8 HRC umgewertet Härtewert 672 HV mit einer Umwerteunsicherheit von ±30 HV behaftet.