Härteprüfung: Unterschied zwischen den Versionen

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=='''Grundlagen der Härteprüfung'''==
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<div class="box pull-right">
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  <div class="heading">Seminare</div>
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    '''[[File:2023-Härteprüfung.jpg|180px|link=http://arnold-horsch.de/seminare]]<br>
  
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Der Anwender der Härteprüfung muss sich darüber im klaren sein, was er mit der Härteprüfung und dem erzielten Ergebnis eigentlich tun will. Hier besteht bei den Anwendern der Härteprüfung oftmals eine Vielzahl von diffusen Vorstellungen was die Härtezahl darstellt. Dies liegt auch daran, dass das Wissen um die Möglichkeiten und Grenzen der Härteprüfung auf der Anwenderseite nur sehr beschränkt vorhanden ist. Vor der Festlegung des Härteprüfverfahrens und von Härtewerten sollte klar sein,was mit dem festgelegten Härtewert erreicht werden soll!
 
  
  
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===Was ist Härte?===
 
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Hart und weich sind eigentlich allgemeine Begriffe aus dem täglichen Leben. Jeder Mensch hat dabei seine eigenen Empfindungen und beurteilt den einen Gegenstand im Vergleich zu einem anderen als hart oder weich.
 
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Die griechischen Philosophen der Antike Demokrit und Aristoteles bezeichneten die Härte als eine definierte Eigenschaft der Elemente. In der Technik ist ein solcher individueller Empfindungswert zur Beurteilung eines Werkstoffes oder Bauteiles nicht ausreichend. Man hat den Härtebegriff wie folgt festgelegt:
 
  
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'''''Härte ist der Widerstand eines Körpers, den er dem Eindringen eines anderen, aber Härterem entgegensetzt.<ref>VDI-Richtlinie: VDI/VDE 2616 Blatt 1 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen, Beuth Verlag, Berlin </ref>'''''
 
  
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* Zweck der Härteprüfung ist es, vergleichbare Kennzahlen des Verformungs-Widerstandes der Oberfläche eines Werkstoffes zu ermitteln, die jedoch nicht die Bedeutung einer Werkstoffkennzahl haben.
 
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* Obwohl die Härte eines Werkstoffes keine eindeutige Stoffeigenschaft ist, kann sie als Vergleichswert sehr vielseitig angewandt und ausgelegt werden.
 
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* Die Härteprüfung stellt den relativ sicheren Versuch dar, verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl, die keine Werkstoffkennzahl ist, zu beschreiben.
 
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* Jedoch auch diese Definition der Härte ist noch nicht eindeutig und lässt vieles offen und führt dazu, dass die Härte in der Metallprüfung verschieden interpretiert wird, dies hängt im Wesentlichen von der Betrachtungsweise und den Erwartungen des Anwenders ab.
 
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* Es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben, nachfolgende Beispiele.
 
  
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'''Beispiele'''
 
  
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'''100CR6 +Q, 1.3505 +Q''', gut erkennbar bei etwa gleicher Härte 2 unterschiedliche Gefüge.<ref name="Zerstörungsfreie " />
 
  
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'''34CRMo4 +QT, 1.7220 +QT ''', gut erkennbar bei etwa gleicher Härte 2 unterschiedliche Gefüge.<ref name="Zerstörungsfreie " />
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  </p>
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</div>
  
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{| class="wikitable"
+
<big></big>'''[[Werkstoffprüfung|Hauptseite Werkstoffprüfung]]'''<big></big><br>
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|'''Beispiel 100Cr6, gehärtet i.O.'''
+
<big></big>'''[[Hauptseite|Zur Wiki Hauptseite]]'''<big></big>
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|'''Beschreibung'''
+
='''Grundlagen der Härteprüfung'''=
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|'''Beispiel 100Cr6, gehärtet n.i.O.'''
 
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|'''Beschreibung'''
 
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|[[Datei:100Cr6-1.jpg|400px]]
 
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|60-61 HRC
 
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Karbide im angelassenen, strukturlosen Martensit
 
  
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Restaustenitgehalt <15 % unterhalb der Nachweisgrenze
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Die Härte ist eine alte Maßzahl von Ingenieuren und Geologen, die zuerst genutzt wurde, um Mineralien zu klassifizieren. Barba definierte bereits 1640:
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+
*„...hardness is such a property of precious stones that those which file can scratch are not so classed.”
−
Härtegefüge i.O.  
+
Dies erklärt die Härte als ein Maß für die plastischen Eigenschaften von Materialien, die für die Haltbarkeit oder das Versagen von Maschinen und Werkzeugen verantwortlich sind.  
  
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|[[Datei:100Cr6-2.jpg|400px]]
+
Wer die Härteprüfung anwendet muss sich darüber im klaren sein, was er mit der Härteprüfung und dem erzielten Ergebnis eigentlich tun will. Hier besteht oftmals eine Vielzahl von diffusen Vorstellungen was der Härtewert (die Härtezahl) darstellt. Dies liegt auch daran, dass das Wissen um die Möglichkeiten und Grenzen der Härteprüfung auf der Anwenderseite nur sehr beschränkt vorhanden ist. Vor der Festlegung des Härteprüfverfahrens und von vorgegebenen Härtewerten sollte klar sein, was mit dem festgelegten Härtewert erreicht werden soll. Die vorgegebenen Toleranzen der Härtewerte sollten immer mit einer '''größtmöglichen Plus Toleranz'''<ref name="DIN ISO 15787 "/> versehenen werden.
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|60 HRC
 
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Nadeliger Martensit, Karbide aufgelöst
 
  
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Restaustenitgehalt ca.25 –30%
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'''Angegebene Normen'''
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<br>Alle angegebenen Normen waren zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Wikis gültig, ich bemühe mich sich ändernde Normen regelmäßig einzupflegen. Im Zweifelsfall muss sich der Leser davon überzeugen welche Normen aktuell in welcher Ausgabe gerade gültig und anzuwenden sind.
  
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Härtegefüge n.i.O.  
+
===Was ist Härte?===
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Hart und weich sind eigentlich allgemeine Begriffe aus dem täglichen Leben. Jeder Mensch hat dabei seine eigenen Empfindungen und beurteilt den einen Gegenstand im Vergleich zu einem anderen als hart oder weich.  
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Schon die griechischen Philosophen der Antike Demokrit und Aristoteles bezeichneten die Härte als eine definierte Eigenschaft der Elemente. In der Technik ist ein solcher individueller Empfindungswert zur Beurteilung eines Werkstoffes oder Bauteiles nicht ausreichend. Man hat den Härtebegriff wie folgt festgelegt:
  
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{|class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
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!! style="width:11%"|'''Definition technische Härte'''<ref name="VDI/VDE 2616/> !! style="width:40%" | '''Bereits Adolf Martens hat 1898 eine entsprechende Definition gemacht''' <ref>Adolf Martens, Handbuch der Materialienkunde für den Maschinenbau, Erster Teil, Springer Verlag, Berlin, Seite 5 + 234, 1898 </ref>
 
|-
 
|-
−
|'''Beispiel Vergütungsgefüge n.i.O.'''
+
|nach der VDI-Richtlinie: VDI/VDE 2616 Blatt 1 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen ist die Definition
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|'''mech. Eigenschaften+Gefüge'''
+
'''''Härte ist der Widerstand eines Körpers, den er dem Eindringen eines anderen, aber Härterem entgegensetzt.<ref name="VDI/VDE 2616/>'''''
−
|'''Beispiel Vergütungsgefüge i.O.'''
+
|[[Datei:Härte-Def-1-Martens.jpg|700px|center]]
−
|'''mech. Eigenschaften+Gefüge'''
 
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|-
 
−
|[[Datei:Vergütet-1.7220-1.jpg|400px]]
 
−
|228 – 266 HB
 
−
Rm 770 – 900 MPa
 
  
−
Feinstlamellarer Perlit mit Ferrit
 
  
−
|[[Datei:Vergütet-1.7220-2.jpg|400px]]
+
[[Datei:Härte-Def-2-Martens.jpg|650px|center]]
−
|238 – 276 HB
+
|}
−
Rm 800 – 930  MPa
 
  
−
Hoch angelassener Martensit, Vergütungsgefüge
+
* '''Zweck der Härteprüfung ist es, vergleichbare Kennzahlen des Verformungs-Widerstandes der Oberfläche eines Werkstoffes zu ermitteln, die jedoch nicht die Bedeutung einer Werkstoffkennzahl haben'''
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|}
+
* '''Obwohl die Härte eines Werkstoffes keine eindeutige Stoffeigenschaft ist, kann sie als Vergleichswert sehr vielseitig angewandt und ausgelegt werden'''
 +
* '''Die Härteprüfung stellt den relativ sicheren Versuch dar, verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl, die keine Werkstoffkennzahl ist, zu beschreiben'''
 +
* '''Jedoch auch diese Definition der Härte ist noch nicht eindeutig und lässt vieles offen und führt dazu, dass die Härte in der Metallprüfung verschieden interpretiert wird, dies hängt im Wesentlichen von der Betrachtungsweise und den Erwartungen des Anwenders ab'''
 +
* '''Es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben'''
  
 
===Historie===
 
===Historie===
−
An der Entwicklung der Härteprüfung sind eine Vielzahl namhafter Persönlichkeiten beteiligt. Einer der wesentlichen Hintergründe dieser Entwicklung ist, damals wie heute, der Wunsch verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl reproduzierbar zu beschreiben. Im Laufe der Jahrhunderte entwickelte sich die Härteprüfung, die heute die mit Abstand am meistens eingesetzte Werkstoffprüfmethode ist.  
+
An der Entwicklung der Härteprüfung ist eine Vielzahl namhafter Persönlichkeiten beteiligt. Einer der wesentlichen Hintergründe dieser Entwicklung ist, damals wie heute, der Wunsch verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl reproduzierbar zu beschreiben. Im Laufe der Jahrhunderte entwickelte sich die Härteprüfung immer weiter, so das Sie die heute die mit Abstand am meistens eingesetzte Werkstoffprüfmethode ist.  
  
 
An dieser Stelle eine Anmerkung von mir:
 
An dieser Stelle eine Anmerkung von mir:
  
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Wie gut in der nachfolgenden Tabelle zu sehen ist ist [https://de.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Mohs ''Friedrich Mohs (1773-1839)''] nicht der Erfinder der Härteprüfung an Metallen, wie es immer wieder dargestellt wird. Mit seiner Klassifikation von Mineralien, die vor allem auf die physikalischen Eigenschaften (Form, Härte, Sprödigkeit, spezifisches Gewicht) seiner Objekte abhob hat er die Skala der Ritzhärteprüfung zur Klassifizierung von Mineralien entwickelt. Hierbei befand sich Mohs in Opposition zu den meisten seiner Kollegen, die das Hauptgewicht auf die chemische Zusammensetzung legten. Die Historie hat Mohs mit seiner Klassifizierung der Mineralien aber recht gegeben. Schon ca. 100Jahre vor Mohs hat z.B. Reamur die Härte von Eisen bestimmt.
+
Wie gut in der nachfolgenden Tabelle zu sehen ist ist [https://de.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Mohs ''Friedrich Mohs (1773-1839)''] nicht der Erfinder der Härteprüfung an Metallen, wie es immer wieder dargestellt wird. Mit seiner Klassifikation von Mineralien, die vor allem auf die physikalischen Eigenschaften (Form, Härte, Sprödigkeit, spezifisches Gewicht) seiner Objekte abhob hat er die Skala der Ritzhärteprüfung zur Klassifizierung von Mineralien entwickelt. Hierbei befand sich Mohs in Opposition zu den meisten seiner Kollegen, die das Hauptgewicht auf die chemische Zusammensetzung legten. Die Historie hat Mohs mit seiner Klassifizierung der Mineralien aber recht gegeben. Schon ca. 100 Jahre vor Mohs hat z.B. Reamur die Härte von Eisen bestimmt.
  
−
Die nachfolgende Tabelle<ref name="Herrmann"/> gibt auszugsweise, die Historische Entwicklung der Härteprüfung an wieder.
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Die nachfolgende Tabelle gibt auszugsweise, die Historische Entwicklung der Härteprüfung an wieder.
  
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 
|'''Jahr'''
 
|'''Jahr'''
 +
|'''Härteprüfverfahren'''
 
|'''Wer'''
 
|'''Wer'''
 
|'''Verfahren - Besonderheit'''
 
|'''Verfahren - Besonderheit'''
 
|-
 
|-
−
|1640
+
|1640
−
|Babra
+
|
 +
|Babra  
 
|Ritzen von Edelsteinen mit der Feile
 
|Ritzen von Edelsteinen mit der Feile
 
|-
 
|-
 
|1722
 
|1722
−
|R.A. Reamur
+
|
 +
|R.A. Reamur<ref name="Herrmann"/>
 
|Ritzen von Stahl mit Mineralien
 
|Ritzen von Stahl mit Mineralien
 
|-
 
|-
 
|1747
 
|1747
−
|Wallerius
+
|
−
|Benutzte Fingernagel, Messer, Feile, Diamantpulver zur Härtebestimmung
+
|Wallerius<ref name="Herrmann"/>
 +
|Benutzte Fingernagel, Messer, Feile, Diamantpulver zur Härtebestimmung
 
|-
 
|-
 
|1811
 
|1811
−
|Mohs
+
|'''Mohs Skala'''
−
|10 stufiges  Ritzhärteverfahren für Mineralien
+
|Carl Friedrich Christian Mohs<ref name="Herrmann"/>
 +
|10 stufiges  Ritzhärteverfahren für Mineralien
 
|-
 
|-
 
|1833
 
|1833
−
|Seebeck
+
|
 +
|Seebeck<ref name="Herrmann"/>
 
|Entwickelt ein quasi-quantitatives Kratzverfahren zur Härtebestimmung
 
|Entwickelt ein quasi-quantitatives Kratzverfahren zur Härtebestimmung
 
|-
 
|-
 
|1851
 
|1851
 
|
 
|
−
|Entwicklung der Bohrhärte von Metallen auf Grundlage des Gewichtsverlustes beim Bohren mit bekannten Zerspanbedingungen
+
|<ref name="Herrmann"/>
 +
|Entwicklung der Bohrhärte von Metallen auf Grundlage des Gewichtsverlustes beim Bohren mit bekannten Zerspannungsbedingungen
 
|-
 
|-
 
|1874
 
|1874
−
|Uchatius
+
|
 +
|Uchatius<ref name="Herrmann"/>
 
|Beurteilte die Härte von Bronzen mit einem aus 25cm Höhe herabfallenden Meißel (erstes beschriebenes dynamisches Verfahren)
 
|Beurteilte die Härte von Bronzen mit einem aus 25cm Höhe herabfallenden Meißel (erstes beschriebenes dynamisches Verfahren)
 
|-
 
|-
 
|1882
 
|1882
−
|TH Prag
+
|
 +
|TH Prag<ref name="Herrmann"/>
 
|Ritzhärte 18stufig,von Blei bis zu gehärtetem Stahl
 
|Ritzhärte 18stufig,von Blei bis zu gehärtetem Stahl
 
|-
 
|-
 
|1884
 
|1884
 
|
 
|
 +
|<ref name="Herrmann"/>
 
|Beurteilen der Härte von Metallen mit der Schleifhärte
 
|Beurteilen der Härte von Metallen mit der Schleifhärte
 
|-
 
|-
 
|1889
 
|1889
−
|Adolf Karl Gottfried Martens
+
|
 +
|Adolf Karl Gottfried Martens<ref name="Herrmann"/>
 
|Ritzhärteverfahren
 
|Ritzhärteverfahren
 
|-
 
|-
 
|1898
 
|1898
−
|Adolf Karl Gottfried Martens
+
|
 +
|Adolf Karl Gottfried Martens<ref name="Herrmann"/>
 
|Schlug ein Gerät für den instrumentierten Eindringversuch mit mechanisch-hydraulischer Tiefenmessung vor
 
|Schlug ein Gerät für den instrumentierten Eindringversuch mit mechanisch-hydraulischer Tiefenmessung vor
 
|-
 
|-
 
|1900
 
|1900
−
|[https://de.wikipedia.org/wiki/Johan_August_Brinell '''Johann August Brinell''']
+
|'''Brinellhärte'''
 +
|'''Johann August Brinell'''<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/Johan_August_Brinell '''Johann August Brinell'''] Wikipedia 2017.01.23</ref>
 
|Brinellhärteprüfverfahren, Kugeldruckversuch.
 
|Brinellhärteprüfverfahren, Kugeldruckversuch.
  
−
Brinell hat nicht nur das nach Ihm bennante Härteprüfverfahren entwickelt, sondern galt zu seiner Zeit (Geb.1849-Gest. 1925) als einer der hervorragender Kenner der Stahlherstellung. Unter den Fachleuten der Eisen- und Stahlindustrie nimmt Brinell eine der hervorragendsten Stellungen ein<ref>P. Wilh. Döhmer, ''Die Brinellsche Kugeldruckprobe'', Springer, Berlin, 1925</ref>
+
Brinell hat nicht nur das nach Ihm benannte Härteprüfverfahren entwickelt, sondern galt zu seiner Zeit (Geb.1849-Gest. 1925) als einer der hervorragenden Kenner der Stahlherstellung. Unter den Fachleuten der Eisen- und Stahlindustrie nimmt Brinell eine der hervorragendsten Stellungen ein<ref name="Döhmer "/>.
 
|-
 
|-
 
|1908
 
|1908
−
|P. Ludwig, Prof.
+
|
 +
|P. Ludwig, Prof.<ref name="Herrmann"/>
 
|Berichtet über ein sowohl statisch als auch dynamisch benutzte Kegelprobe, erste Gedanken zur Härteprüfung mittels einer Tiefenmessung.
 
|Berichtet über ein sowohl statisch als auch dynamisch benutzte Kegelprobe, erste Gedanken zur Härteprüfung mittels einer Tiefenmessung.
 
|-
 
|-
 
|1908
 
|1908
−
|E. Meyer, Prof.
+
|Meyer Härteprüfung
−
|[https://en.wikipedia.org/wiki/Meyer_hardness_test Meyer Härteprüfung], stellte das Potenzgesetz für den Kugeldruckversuch auf
+
|Eugene  Meyer, Prof.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Meyer_hardness_test Meyer Härteprüfung] Wikipedia 2017.08.01</ref>
 +
|Meyerhärte, Meyer stellte das Potenzgesetz für den Kugeldruckversuch auf
 
|-
 
|-
 
|1914
 
|1914
−
|'''Stanley P.''' + '''Hugh M. Rockwell'''
+
|'''Rockwellhärte'''
−
|Rockwellhärteprüfverfahren verschiedene, erstes Vorkraftverfahren mit Tiefenmessung, Patenteinreichung 15. Juli 1914, [https://www.google.com/patents/US1294171 U.S. Patent 1,294,171]
+
|'''Stanley P.''' + '''Hugh M. Rockwell'''<ref name="Rockwell"/>
 +
|Die Brüder Rockwell entwickelten das nach Ihnen benannte Rockwellhärteprüfverfahren, erstes Vorkraftverfahren mit Tiefenmessung, Patenteinreichung 15. Juli 1914.
 
|-
 
|-
 
|1915
 
|1915
 +
|Shore Härte
 
|Albert Shore
 
|Albert Shore
 
|Erstes Rücksprungverfahren, eine auf das Werkstück fallende Kugel der mehr oder weniger abprallt. Die Härtemessung wird in Shore-Punkten ausgedrückt.
 
|Erstes Rücksprungverfahren, eine auf das Werkstück fallende Kugel der mehr oder weniger abprallt. Die Härtemessung wird in Shore-Punkten ausgedrückt.
 
|-
 
|-
−
|1921
+
|1922
−
|'''Vickers''' Flugzeugwerke
+
|'''Vickershärte'''
−
'''Robert L. Smith und George E. Sandland'''
+
|'''Robert L. Smith und George E. Sandland'''<ref name="Smith " /> <ref>R.L. Smith & G.E. Sandland, Patenteinreichung USA 16. Mai 1923, Apparatus for testing the hardness of materials, [https://www.google.ch/patents/US1478621 '''US 1478621 A, 1923''']</ref>
−
|Vickershärteprüfverfahren, erstmals die Messung sehr harter Teile ohne Beeinflussung durch den Prüfkörper, ermöglicht die Mikrohärteprüfung, mit sehr kleinen Prüflasten<ref name="Smith " /> <ref>R.L. Smith & G.E. Sandland, Patenteinreichung USA 16. Mai 1923, Apparatus for testing the hardness of materials, US 1478621 A, 1923</ref>.
+
|Mit dem Vickershärteprüfverfahren, entwickelt bei den '''Vickers''' Flugzeugwerken, konnte erstmals die Messung sehr harter Teile ohne Beeinflussung durch den Prüfkörper durchgeführt werden. Ermöglichte die Mikrohärteprüfung, mit sehr kleinen Prüflasten.
 
|-
 
|-
 
|1926
 
|1926
 +
|
 
|USA
 
|USA
 
|Erste Härteprüfnorm für das Brinellhärteprüfverfahren
 
|Erste Härteprüfnorm für das Brinellhärteprüfverfahren
 
|-
 
|-
 
|1937
 
|1937
−
|Deutschland, Schweden
+
|
 +
|Deutschland, Schweden<ref name="Herrmann"/>
 
|Erste Herstellung von Härtevergleichsplatten
 
|Erste Herstellung von Härtevergleichsplatten
 
|-
 
|-
 
|1939
 
|1939
 +
|'''Knoophärte'''
 
|'''F. Knoop''', C.G. Peters, W.B.E. Emerson
 
|'''F. Knoop''', C.G. Peters, W.B.E. Emerson
 
|Entwicklung des Knoop Verfahrens am National Bureau of Standards (USA)
 
|Entwicklung des Knoop Verfahrens am National Bureau of Standards (USA)
 
|-
 
|-
−
|1940
+
|1940
−
|Deutschland
+
|
 +
|Deutschland<ref name="Herrmann"/>
 
|Erste DIN Norm über  das Vickersverfahren
 
|Erste DIN Norm über  das Vickersverfahren
 
|-
 
|-
 
|1943
 
|1943
 +
|
 
|K. Meyer
 
|K. Meyer
 
|Baut die erste Härte-Normalmesseinrichtung in Deutschland
 
|Baut die erste Härte-Normalmesseinrichtung in Deutschland
 
|-
 
|-
−
|1961?
+
|1961
−
|C. Kleesattel
+
|'''UCI Härte'''
 +
|Claus Kleesattel
 
|UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance), 1961 Patentanmeldung
 
|UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance), 1961 Patentanmeldung
 
|-
 
|-
 
|1946  
 
|1946  
 +
|
 
|Ernst
 
|Ernst
 
|Abgewandeltes Rockwellverfahren mit sehr kleiner Prüflast. Patentanmeldung
 
|Abgewandeltes Rockwellverfahren mit sehr kleiner Prüflast. Patentanmeldung
 
|-
 
|-
 
|1975
 
|1975
−
|'''Dietmar Leeb'''
+
|'''LEEB Härte'''
−
|Die Härteprüfung nach Leeb wurde erstmals 1978 angewandt und misst die eingebrachte Energie über den Rückprall.
+
|Dietmar Leeb
 +
|Die Härteprüfung nach Leeb wurde erstmals 1975 angewandt und misst die eingebrachte Energie über den Rückprall. Das Verfahren funktioniert ähnlich der Shore Härteprüfung.
 
|}
 
|}
  
 
===Einteilung der Härteprüfverfahren===
 
===Einteilung der Härteprüfverfahren===
−
Die Härteprüfverfahren lassen sich Grundsätzlich in die statischen und dynamische Prüfverfahren einteilen. Die meisten dynamischen Verfahren werden bei mobilen Prüfgeräten eingesetzt, die statischen Verfahren sind eher die klassischen Verfahren wie Brinell-Rockwell-Vickers. In der nachfolgende Tabelle sind die wichtigsten Prüfverfahren zusammengefasst.
+
Die Härteprüfverfahren lassen sich Grundsätzlich in die statischen und dynamische Prüfverfahren einteilen. Die meisten dynamischen Verfahren werden bei mobilen Prüfgeräten eingesetzt, die statischen Verfahren sind eher die klassischen Verfahren wie Brinell-Rockwell-Vickers. In der nachfolgenden Tabelle sind die wichtigsten Prüfverfahren zusammengefasst.
  
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 
|'''Grundeinteilung'''
 
|'''Grundeinteilung'''
 +
|'''Verfahren'''
 
|'''Schreibweise'''
 
|'''Schreibweise'''
−
|'''Verfahren'''
 
 
|'''Norm DIN EN ISO'''
 
|'''Norm DIN EN ISO'''
−
|'''Norm andere'''
+
|'''ASTM'''
 
|-
 
|-
 
|'''Statische Verfahren'''
 
|'''Statische Verfahren'''
−
|'''HK'''+Prüflast
 
−
 
−
'''HB''' +Prüflast
 
−
 
−
'''HV''' +Prüflast
 
−
 
−
'''HR''' +Kurzzeichen
 
−
 
−
'''HM''' +Prüflast
 
 
|Knoophärte
 
|Knoophärte
  
Zeile 210: Zeile 216:
  
 
Martenshärte
 
Martenshärte
 +
 +
|'''HK'''+Prüflast '''(HK 1)'''
 +
 +
'''HB''' +Ø Kugel +Prüflast '''(HB 2,5/187,5)'''
 +
 +
'''HV''' +Prüflast '''(HV 1)'''
 +
 +
'''HR''' +Kurzzeichen '''(HRC)'''
 +
 +
'''HM''' +Prüflast '''(HM 0,025)'''
 +
 +
 
|DIN EN ISO 4545, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe- Härteprüfung nach Knoop
 
|DIN EN ISO 4545, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe- Härteprüfung nach Knoop
  
Zeile 219: Zeile 237:
  
 
DIN EN ISO 14577, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter
 
DIN EN ISO 14577, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter
−
|ASTM E 92 + 384
+
|E 384
−
ASTM E 10
 
  
−
ASTM E 92 + 384
+
E 10
  
−
ASTM E 18
+
E 384
  
 +
E 18
  
 +
E 2546
 
|-
 
|-
 
|'''Dynamische Verfahren'''
 
|'''Dynamische Verfahren'''
 +
|Shore Härte
 
|Scleroscope n. Shore
 
|Scleroscope n. Shore
−
|Shore Härte
 
 
|Richtlinien für die Prüfung der Skleroskophärte metallischer Werkstoffe  
 
|Richtlinien für die Prüfung der Skleroskophärte metallischer Werkstoffe  
 
|ASTM E 448
 
|ASTM E 448
 
|-
 
|-
 
|'''Mobile statische und dynamische Verfahren'''
 
|'''Mobile statische und dynamische Verfahren'''
−
|'''HL'''  
+
|'''H'''ärte '''L'''EEEB
−
 
 
−
'''HMM'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
 
−
 
 
−
'''HME'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
 
−
 
−
'''UCI'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
 
  
−
'''TIV'''  
+
'''H'''ärte '''M'''obil '''M'''echanisch
  
−
'''HB'''
 
  
−
'''HB'''
+
'''H'''ärte '''M'''obil '''E'''lektrisch
  
−
'''HB - HV - HRC''' 
 
−
|LEEB Härte
 
−
Härte Mobil Mechanisch
 
  
−
Härte Mobil Elektrisch
+
'''U'''ltrasonic '''C'''ontact '''I'''mpedance
  
−
Ultrasonic Contact Impedance
+
'''T'''hrough '''I'''ndenter '''V'''iewing
  
−
Through Indenter Viewing
 
  
 
Poldihärte
 
Poldihärte
Zeile 264: Zeile 272:
  
 
Härteprüfzwinge
 
Härteprüfzwinge
−
|DIN EN ISO 16859, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Leeb
+
|'''HL'''+ Schlagkörper
  
−
DIN 50157, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten
+
'''HMM'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
  
−
DIN 50158, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit elektrischer Eindringtiefenmessung arbeiten
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'''HME'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
 +
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'''UCI'''+ Verfahren in das Umgewertet wurde
  
−
DIN 50159, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach dem UCI-Verfahren
+
'''TIV'''
  
−
Ungenormt, abgewandeltes Vickersverfahren
 
  
−
Ungenormt, abgewandeltes Brinellverfahren,
+
'''HB'''
  
−
Ungenormt, abgewandeltes Brinellverfahren
+
'''HB'''
  
−
DIN EN ISO 6506 - 6507 -6508, verschieden Verfahren möglich, als Brinell- Vickers- Rockwell Härte
+
'''HB - HV - HRC''' 
−
|ASTM A 956
+
|DIN EN ISO 16859, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Leeb
  
 +
DIN 50157, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten
  
 +
DIN 50158, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit elektrischer Eindringtiefenmessung arbeiten
  
 +
DIN 50159, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach dem UCI-Verfahren
  
  
−
ASTM A 1038
+
Nicht genormt, abgewandeltes Vickersverfahren
−
 
 
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−
 
 
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ASTM E 110
 
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|}
 
−
 
 
−
=='''Klassische Härteprüfverfahren'''==
 
−
===Genormte Härteprüfverfahren===
 
−
Frühzeitig begann bereits die Standardisierung der Härteprüfung. 1900 stellte [https://de.wikipedia.org/wiki/Johan_August_Brinell '''Johan August Brinell'''] auf der Weltausstellung in Paris den genormten  [http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj320/ar320084 Kugeldruckversuch] vor. Wohl kaum hat sich jemals ein Materialprüfungsverfahren in derart kurzer Zeit so allgemein eingeführt und so viele Anhänger erworben.
 
−
Die Erklärung hierfür ist in den hervorragenden Eigenschaften dieser Methode, insbesondere in ihrer Einfachheit und Brauchbarkeit für die industrielle Praxis zu finden. Angeregt durch ihre vielseitige Verwendbarkeit befaßten sich denn auch gar bald eine Reihe hervorragender Wissenschaftler und Praktiker mit den theoretischen Grundlagen und praktischen Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgebieten der Brinellschen Kugeldruckprobe. Der große Verdienst von Brinell ist es neben der Erfindung das Verfahren systematisiert zu haben und die Einführung der Belastungsgrade, die eine proportionalen Anstieg der Prüflast im Verhältniss zum Kugeldurchmesser sicherstellten. Somit wurde erstmals eine reproduzierbare Härteprüfung gewährleistet und Prüfergebnisse verschiedener Prüflabore wurden vergleichbar. Jedoch kam die Brinellhärteprüfung schnell an Ihre Grenzen, sehr harte Teile lassen sich nicht Prüfen und auch kleine Teile und Beschichtungen sind mit der Brinellhärte nicht Prüfbar.
 
−
 
 
−
1920 haben die Brüder '''Stanley P. + Hugh M. Rockwell''' das Rockwellprüfverfahren Patentieren lassen. Hiermit war es erstmals möglich sehr harte Teile mittels eines Diamantkegels zu Prüfen. Die Rockwellhärteprüfung ist aufgrund Ihrer einfachen und sicheren Handhabung, heute das am meisten genutzte Härteprüfverfahren. Aber auch hier gab es das Problem das keine Beschichtungen und keine sehr kleinen Teile geprüft werden konnten.
 
−
 
 
−
1922 wurde bei den [https://de.wikipedia.org/wiki/Vickers '''Vickers Flugzeugwerken'''] in England  von den beiden Ingenieuren Smith + Sandland das bekannte Vickers Härteprüfverfahren entwickelt. Da im Flugzeugbau schon immer die Leichtbauweisen existierte und bereits sehr Früh mit kleine leichten Bauteilen und Beschichtungen gearbeitet wurde, ist es logisch das dieses Verfahren bei einem Flugzeugwerk entwickelt wurde. Die Härte Vickers ist eine Ableitung aus der Brinellhärte und daher mit dieser gut korrelierend.
 
  
  
−
====Härteprüfung nach Brinell====
 
−
Genormt ist die Brinellhärteprüfung in der DIN EN ISO 6506, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Brinell, Teil 1-3<ref name="DIN 6506"/> und der ASTM E10<ref>ASTM E10, Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials, ASTM International</ref>
 
  
−
{| class="wikitable"
+
Nicht genormt, abgewandeltes Brinellverfahren,
−
|'''Beschreibung'''
 
−
|'''Brinellhärte Schematischer Prüfaufbau, Formel und Schreibweise '''
 
−
|'''Schreibweise und Einsatzbereich der Brinellhärteprüfung'''
 
−
|-
 
−
|Die vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell entwickelte und auf der Weltausstellung im Jahre 1900 in Paris präsentierte Methode der Härteprüfung kommt bei weichen bis mittelharten Metallen wie unlegiertem Baustahl, Aluminiumlegierungen, bei Holz (ISO 3350) und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge, wie etwa Gusseisen, zur Anwendung. Brinell führte auch das System des Belastungsgrades ein. Mit dem Belastungsgrad kann sichergestellt werden, dass unabhängig von der Prüflast die Härte gleich geprüft wird, wenn zwischen Kugel Ø und Prüflast ein proportionaler Anstieg vorhanden ist. Es sind 4 Belastungsgrade für die verschiedenen Werkstoffe vorhanden 2,5 - 5 - 10 - 30. Mittels des Belastungsgrades und dem Kugel ☼7 kann die Prüflast ausgerechnet werden.
 
  
−
'''Beispiele'''
+
Nicht genormt, abgewandeltes Brinellverfahren
−
* Kugel Ø 2,5mm / Belastungsgrad 30 = 2,5 x 2,5 x 30 = 187,5 kp Prüflast
 
−
* Kugel Ø  5mm / Belastungsgrad 30 =  5 x  5 x 30 = 750 kp Prüflast
 
  
−
* Kugel Ø 2,5mm / Belastungsgrad 10 = 2,5 x 2,5 x 30 = 62,5 kp Prüflast
+
DIN EN ISO 6506 - 6507 -6508, verschiedene Verfahren möglich, als Brinell- Vickers- Rockwell Härte
−
* Kugel Ø  5mm / Belastungsgrad 10 =  5 x  5 x 30 = 250 kp Prüflast
+
|A 956
−
Wird also jetzt bei einsprechender Bauteilgröße mit dem Belastungsgrad 10 (für Kupfer) oder 30 (für Stahl) geprüft ist das Prüfergebnis theoretisch gleich, unabhängig davon mit welchem Kugel Ø geprüft wird.
 
  
−
Bei der Brinellhärteprüfung wird eine Hartmetallkugel mit einem definierten Ø''' mm''', einer definierten Kraft '''F''' und einer definierten Zeit '''s''', in die Oberfläche der Probe gedrückt. Nach Rücknahme der Prüfkraft wird der verbliebene Eindruckdurchmesser mit einem Mikroskop oder einer Meßlupe ausgemessen. Hierbei wird der Eindruckdurchmesser d auf 1/100 mm genau ausgemessen (bei unrundem Eindruck wird der Mittelwert aus zwei senkrecht aufeinanderstehenden Durchmessern gebildet).
 
−
Die Brinellhärte ist proportional zu dem Quotienten, der aus der Prüfkraft geteilt durch die gekrümmte Oberfläche des Eindruckes berechnet wird. Es wird davon ausgegangen, dass der Eindruck die Form des unbelasteten kugelförmigen Eindringkörpers annimmt und seine Oberfläche wird nach der in nebenstehenden Gleichung berechnet aus dem mittleren Eindruckdurchmesser und dem Kugeldurchmesser. Der Härtewert wird vor das Kurzzeichen HB gesetzt.
 
  
−
Vor Einführung der SI-Einheit "Newton" (N) wurde die Prüfkraft F in kp eingesetzt, so daß sich als Einheit der Brinellhärte kp/mm² ergab. Da nach internationaler Vereinbarung bei Einführung der Einheit Newton die Zahlenwerte der verschiedenen Härteprüfverfahren unverändert bleiben sollen, gilt nunmehr die Berechnungsformel mit F in Newton, hierzu wurde der HB Formel der Faktor 0,102 zugefügt, eine Einheit wird nicht mehr angegeben.
 
  
−
Da neben dem sichtbaren Eindruck ein noch größerer nicht sichtbarer Verformungsbereich des Härteeindruckes vorhanden ist müssen für Härteeindrücke untereinander mindest Abstände und Dicken eingehalten werden. Der Abstand des Mittelpunktes jedes Prüfeindruckes
 
−
* vom Rand der Probe muss mindestens das Zweieinhalbfache des mittleren Eindruckdurchmessers betragen
 
−
* der Mittelpunkte zweier nebeneinander liegender Prüfeindrücke muss mindestens das Dreifache des mittleren Eindruckdurchmessers betragen
 
  
−
Die Dicke der Probe muss
 
−
* mindestens das Achtfache der Eindringtiefe betragen. Werte für die Mindestprobendicke in Abhängigkeit vom mittleren Eindruckdurchmesser sind in DIN EN ISO 6506, Teil 1, Anhang B (normativ)Tabelle B.1, in Abhängigkeit vom KugelØ angegeben.
 
−
* sichtbare Verformungen auf der Rückseite der Probe können ein Anzeichen dafür sein, dass die Probe zu dünn ist.
 
  
  
  
−
|'''Schematischer Prüfaufbau'''
+
A 1038
−
[[Datei:HB-Basis-1.jpg|400px|center]]
 
  
  
−
'''Formel'''
 
−
[[Datei:HB-Basis-2.jpg|400px|center]]
 
  
  
−
'''Schreibweise der HB Härte'''
 
  
−
Wie bei allen Härteprüfverfahren wird immer
 
−
* erst die Härtezahl
 
−
* dann das Prüfverfahren
 
−
* dann die Prüfbedingungen geschrieben
 
  
−
[[Datei:HB-Basis-3.jpg|500px]]
 
−
|
 
−
'''Einsatzbereich der Brinellhärteprüfung'''
 
−
[[Datei:HB-Basis-6.jpg|500px]]
 
  
  
−
Querschliff durch einen HB Eindruck, geätzt nach Heyn, gut erkennbar die nicht sichbare Verformung in die Tiefe.<ref name="Herrmann"/>
 
−
[[Datei:HB-Basis-4.jpg|400px|center]]
 
  
−
Tabelle der mindestes Probendicke<ref name="DIN 6506"/>
+
E 110
  
−
[[Datei:HB-Basis-5.jpg|400px|center]]
 
−
|-
 
−
|
 
−
|
 
−
|
 
 
|}
 
|}
−
 
−
====Härteprüfung nach Vickers====
 
−
Genormt ist die Vickershärteprüfung in der DIN EN ISO 6507, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Vickers, Teil 1-3<ref name="DIN 6507" /> und der ASTM E 92<ref>ASTM E 92, Standard Test Method for Vickers Hardness and Knoop Hardness of Metallic Materials, ASTM International</ref>  / E 384<ref>ASTM E 384, Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials, ASTM International</ref>
 
−
 
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
−
|'''Beschreibung'''
+
|-class="hintergrundfarbe9"
−
|'''Vickershärte Schematischer Prüfaufbau, Formel und Schreibweise'''
+
|'''Grundeinteilung der Härteprüfverfahren schematisch'''
−
|'''Vickershärteprüfung'''
 
 
|-
 
|-
−
|Da die Ermittlung der Brinellhärte über 400 HB wegen der Abplattung der Prüfkugel Schwierigkeiten machte, wurde 1921 nach Ideen von Smith und Sandland<ref name="Smith " /> in den englische Vickersflugzeugwerkenwerken ein neues Härteprüfverfahren entwickelt, bei dem als Eindringkörper eine vierseitige regelmäßige Diamantpyramide mit 136 Spitzenwinkel zwischen den gegenüberliegenden Flächen benutzt wird (die Spitze ist nicht abgerundet und erscheint selbst unter dem Mikroskop als Spitze). Im übrigen zeigt der Vickersversuch große Ähnlichkeit mit dem Brinellversuch, da Smith und Sandland den Winkel der Pyramyde direkt aus der Brinellkugel abgeleitet haben<ref name="Eisenkolb"/>.
+
|[[Datei:HP-Einteilung-1.jpg|1000px]]
 +
|}
  
−
Bei der Vickershärteprüfung wird die Diamantpyramide mit einer definierten Kraft '''F''' und einer definierten Zeit '''s''', senkrecht in die Oberfläche der Probe gedrückt. Nach Rücknahme der Prüfkraft wird der verbliebene Eindruck mit einem Mikroskop oder einer Meßlupe ausgemessen. Hierbei werden die Diagonalen d1 und d2 des Eindruckes, der nach Rücknahme der Prüfkraft F auf der Prüffläche entsteht, werden gemessen. Die Vickershärte ist proportional dem Quotienten aus der Prüfkraft und der Oberfläche des Eindrucks, der als gerade Pyramide mit quadratischer Grundfläche und gleichem Winkel wie der Eindringkörper angenommen wird. Der Härtewert wird vor das Kurzzeichen HV gesetzt.
+
='''Internationale Normung'''=
 +
In der Härteprüfung gibt es zwei große Normsysteme nach denen die Härteprüfung durchgeführt wird, dies sind:
 +
* '''ISO Normen''', gelten Weltweit auch in den USA, allerdings wird hier nach ASTM Normen geprüft, die ebenfalls gültig sind.
 +
* '''ASTM Normen''', in den USA und den NAFTA Staaten wird im allgemeinen nach ASTM-Standards geprüft und gearbeitet. Die Verwendung von ASTM-Standards ist außer im öffentlich geförderten Bereich der USA freiwillig <ref>https://de.wikipedia.org/wiki/ASTM_International, 15. Januar 2015</ref>.
 +
** Firmen die in USA liefern, sollten die ASTM Normen anwenden. Dies ist insbesondere dann anzuraten, wenn der Lieferant nicht weis ob die gelieferten Produkte im öffentlich geförderten Bereich der USA eingesetzt werden, dies ist generell der Fall wenn an das  Government wie, Militär, Universitäten (Öffentliche Förderung), Strassenbau, Bundesstaaten, Städte und Gemeinden geliefert wird. [https://de.wikipedia.org/wiki/Ignorantia_legis_non_excusat '''Unwissenheit schützt nicht vor Strafe''' (Ignorantia legis non excusat)], deshalb sollte bei Lieferungen in die USA/NAFTA-Raum, eine sorgfältige Prüfung der Prüfbedingungen durchgeführt werden.
 +
** Im Schadensfall wird ein amerikanischer Gutachter immer ASTM Normen als Prüfbedingung anwenden, gibt es dann Unterschiede in den Prüfergebnissen ist die Argumentation über den Einsatz von ISO Normen schwierig bis unmöglich.
  
−
Vor Einführung der SI-Einheit "Newton" (N) wurde die Prüfkraft F in kp eingesetzt, so daß sich als Einheit der Vickershärte kp/mm² ergab. Da nach internationaler Vereinbarung bei Einführung der Einheit Newton die Zahlenwerte der verschiedenen Härteprüfverfahren unverändert bleiben sollen, gilt nunmehr die Berechnungsformel mit F in Newton, hierzu wurde der HV Formel der Faktor 0,102 zugefügt, eine Einheit wird nicht mehr angegeben.
+
'''Persönliche Anmerkung'''
−
 
+
<br> Es gibt gerade bei der Rockwellhärteprüfung und der Vickers-/ Knoophärte bei der Kleinlast- und Mikrohärte Unterschiede in den zulässigen Abweichungen und den Prüfbedingungen, dies sollte beachtet werden.
−
Da neben dem sichtbaren Eindruck ein noch größerer nicht sichtbarer Verformungsbereich des Härteeindruckes vorhanden ist müssen für Härteeindrücke untereinander mindest Abstände eingehalten werden, hier gilt die Regel, die Dicke der Probe muss mindestens das Achtfache der Eindringtiefe betragen. In der Norm gibt es hierzu nebenstehende Tabelle dies erleichtert die Arbeit.
 
−
 
 
−
Da neben dem sichtbaren Eindruck ein noch größerer nicht sichtbarer Verformungsbereich des Härteeindruckes vorhanden ist müssen für Härteeindrücke untereinander mindest Abstände und Dicken eingehalten werden.
 
−
 
 
−
Der Abstand des Mittelpunktes jedes Prüfeindruckes vom Rand der Probe muss für die Werkstoffe
 
−
* wie Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen mindestens das Zweieinhalbfache der mittleren Diagonalenlänge betragen
 
−
* wie Leichtmetalle, Blei, Zinn und deren Legierungen mindestens das Dreifache der mittleren Diagonalenlänge betragen
 
−
 
 
−
Der Abstand der Mittelpunkte zweier nebeneinander liegender Prüfeindrücke muss für die Werkstoffe
 
−
* wie Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen mindestens das Dreifache der mittleren Diagonalenlänge betragen
 
−
* wie Leichtmetalle, Blei, Zinn und deren Legierungen mindestens das Sechsfache der mittleren Diagonalenlänge betragen
 
−
* wenn zwei nebeneinander liegende Prüfeindrücke sich in ihrer Größe unterscheiden, dann muss der Mindestabstand auf der Grundlage der mittleren Diagonalenlänge des größeren Prüfeindruckes bestimmt werden.
 
−
 
 
−
'''Weiter Randbedingungen'''
 
−
* Die Dicke der Probe muss mindesten den in DIN EN ISO 6507 ''Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers– Teil 1: Prüfverfahren'', Anhang A (normativ) Bild A.1, geforderten Werten entsprechen.
 
−
* An ebenen Oberflächen darf die Differenz zwischen den Längen der beiden Diagonalen eines Eindruckes nicht größer als 5 % sein, ist die Differenz größer, muss es im Prüfbericht angegeben werden. Leider gibt die Norm keinen Hinweis wie die Diagonalen zueinander in Beziehung zu setzen sind. Je nach dem welche der Diagonalen als Bezugsgröße für die Berechnung genommen wird erhält man unterschiedliche Ergebnisse, siehe nebenstehendes Beispiel.
 
−
 
 
−
'''Videomesssysteme und automatische Bildauswertung'''
 
−
 
 
−
Die Auswertung der Vickershärteeindrücke mit Videosystemen oder mit Bildanalysesystemen ist in der Zwischenzeit weit verbreitet, vor dem Einsatz solcher Systeme sind diese auf Ihre Tauglichkeit zu überprüfen, diese ist nicht immer gegeben. Leider wird in der DIN EN ISO 6507 in keiner Weise auf diese Thematik eingegangen, obwohl diese System seit mehr als 25 Jahren eingesetzt werden. Die Anzahl der Fehlerquellen beim Einsatz von Video- und Bildanalysesystemen sind viele, die nachfolgenden Grundregeln sollten beim Einsatz dieser Systeme immer eingehalten werden:
 
−
* Härteeindrücke unter d = 0,05mm (50µm), sind mit einem Objektiv 40x und numerischer Apertur von 0,6 zu vermessen
 
−
* Das Messmikroskop sollte eine Köhlersche Beleuchtung haben
 
−
* Die Videokamera sollte ein Schwarz-Weiß Kamera sein
 
−
* Bei der Kamera sind extrem hohe Pixelzahlen nicht erforderlich, die Auflösung wird von der Optik und nicht von der Pixelzahl begrenzt. Lichtoptisch ist die Auflösungsgrenze lt. Abbe<ref>Ernst Abbe, ''Die Lehre von der Bildentstehung im Mikroskop'', bearbeitet von Otto Lummer und Fritz Reiche, Verlag Vieweg, 1910</ref> bei 0,0002mm (0,2µm) begrenzt.
 
−
* Die aufgenommenen Bilder dürfen nicht mit elektronischen Filtern (Sharpening) verändert werden, dies lässt die Norm nicht zu, nicht selten führen solche Filterungen zu Fehlmessungen, da die Eindruckgröße manipuliert wird. Gerade bei kleineren Härteeindrücken kann ein solcher Fehler überproportional das Ergebnis verfälschen.
 
−
* Nach Norm sollten Vergrößerungen so gewählt werden, dass die Diagonale mindestens auf 25 %, aber höchstens auf 75 % des Gesichtsfeldes vergrößert wird. Die untere Grenze ist logisch bei einer Okularvermessung , bei einer Auswertung im Videobild kann es bei nur 25% Bildfeld bereits einen relavanten Pixelfehler geben, der die Prüfergebnisse deutlich verfälscht. 75% macht bei Okularvermessung nur Sinn wenn Objektive mit einem ausgeprägten [https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler#Astigmatismus ''' Astigmatismus '''] eingesetzt werden, die eine massive Bildverzerrung am Rand aufweisen, bei einer Auswertung im Videobild ist eine Begrenzung unnötig. Grundsätzlich sollten Härteprüfmaschinen eine ausreichende Anzahl an Objektiven aufweisen um alle möglichen Vergrößerungen abzudecken, sind diese Objektive nicht vorhanden kann nicht ausreichend genau gemessen werden.  
 
−
 
 
−
|'''Schematischer Prüfaufbau'''
 
−
[[Datei:HV-Basis-1.jpg|400px|center]]
 
  
 +
='''[[Klassische Härteprüfverfahren|Klassische Härteprüfverfahren]]'''=
 +
{|class="wikitable"
 +
|'''[[Klassische Härteprüfverfahren|Klassische Härteprüfverfahren]]'''
  
−
'''Formel'''
+
Die klassischen genormten Härteprüfverfahren Brinell - Rockwell - Vickers wurden alle in den ersten 25 Jahren des 20ten Jahrhunderts eingeführt und sind seit Ihrer Einführung mehr oder weniger unverändert im Einsatz.
−
[[Datei:HV-Basis-5.jpg|300px|center]]
 
  
−
 
−
 
−
'''Ableitung HV aus HB'''<ref name="Eisenkolb"/>
 
−
[[Datei:HV-Basis-9.jpg|400px|center]]
 
−
 
−
 
−
 
−
'''Schreibweise HV Härte'''
 
−
 
−
Wie bei allen Härteprüfverfahren wird immer
 
−
* erst die Härtezahl
 
−
* dann das Prüfverfahren
 
−
* dann die Prüfbedingungen geschrieben
 
−
 
−
[[Datei:HV-Basis-3.jpg|500px|center]]
 
−
 
−
|'''Einsatzbereich der Vickershärteprüfung'''
 
−
[[Datei:HV-Basis-4.jpg|500px|center]]
 
−
 
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−
Querschliff durch einen HV Eindruck, geätzt nach Heyn, gut erkennbar die nicht sichbare Verformung in die Tiefe.<ref name="Herrmann"/>
 
−
[[Datei:HV-Basis-6.jpg|400px|center]]
 
−
 
−
 
−
 
−
 
−
Graphik der mindestes Probendicke<ref name="DIN 6507"/>, mit eingezeichneten Beispielen der Mindestprobendicke
 
−
 
−
[[Datei:HV-Basis-7.jpg|400px|center]]
 
−
* 1000 HV 10 = ca. 0,18 mm Mindestprobendicke
 
−
*  500 HV 10 = ca. 0,27 mm Mindestprobendicke
 
−
 
−
 
−
 
−
Diagonale Auswertung unterschiedlicher Härteeindrücke<ref>Arnold Horsch, Vortrag, Fehlermöglichkeiten in der Härteprüfung, Seminar ''Härteprüfung in Theorie und Praxis'', Arnold Horsch e.K. Remscheid [https:// http://www.arnold-horsch.de/seminare]</ref>
 
−
[[Datei:HV-Basis-8.jpg|400px|center]]
 
−
 
−
Je nach dem welche der Diagonalen als Bezugsgröße für die Berechnung genommen wird erhält man unterschiedliche Ergebnisse
 
 
|-
 
|-
 
|
 
|
−
|
+
'''Für die klassischen Härteprüfverfahren wurde eine eigene WIKI Seite erstellt, [[Klassische Härteprüfverfahren|zu den klassischen Härteprüfverfahren]]'''
−
|
 
 
|}
 
|}
 +
=='''[[Aktuelle Normänderungen der klassischen Härteprüfverfahren|Zu den aktuellen Normänderungen der klassischen Härteprüfverfahren]]'''==
  
−
====Härteprüfung nach Rockwell====
+
='''[[Mobile Härteprüfverfahren|Mobile Härteprüfverfahren]]'''=
−
Genormt ist die Rockwellhärteprüfung in der DIN EN ISO 6508, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Rockwell,  Teil 1-3<ref name="DIN 6508"/> und der ASTM E 18<ref>ASTM E 18, Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials, ASTM International</ref>
+
{|class="wikitable"
−
 
+
|Neben den stationären Härteprüfmaschinen wurden sehr frühzeitig auch mobile Härteprüfverfahren entwickelt, einige dieser Verfahren wurden in den letzten Jahren auch in eine Normung aufgenommen. Die neu erstellten Normen sind teilweise etwas schwammig und sollen einen ersten Schritt in eine detailliertere Normung für die Zukunft bringen. Ein großer Vorteil der aktuellen Normung ist, die festgelegte Schreibweise für die jetzt genormten Verfahren. Dies bedeutet, dass die Angabe von von Härtewerten bei einigen mobilen Härteprüfverfahren genau festgelegt wurde und keine andere Schreibweise mehr zulässig ist.
−
{| class="wikitable"
 
−
|'''Beschreibung'''
 
−
|'''Rockwellhärte Schematischer Prüfaufbau, Prüfzyklus und Schreibweise '''
 
−
|'''Zeichnung aus der Patentanmeldung Rockwellverfahren'''
 
−
|-
 
−
|Das bereits 1914 von den Brüdern Stanley P. + Hugh M. Rockwell zum Patent<ref>Stanley P. + Hugh M. Rockwell, Hardness-tester.US 1294171 A, US Patentschrift, Patenteinreichung 15. Juli 1914</ref> eingereichte Härteprüfverfahren erfreute sich sehr schnell, aufgrund seiner einfachen Anwendung und Durchführung großer Beliebtheit, das Härteprüfverfahren wurde nach seinen Erfindern Rockwellhärteprüfung benannt. Es dürfte das am meisten eingesetzte Härteprüfverfahren im stationären Bereich sein. Das Prinzip ist verblüffend einfach und basiert auf der Eindringtiefenmessung. Bereits 1908 hatte Prof. P. Ludwig erste Gedanken zur Härteprüfung mittels einer Tiefenmessung gehabt, die Brüder Rockwell haben auf eine elegante Art durch die Einführung der Vorlast, die leidige Festlegung des Nullpunktes bei einer Eindringtiefenmessung gelöst.
 
−
 
 
−
Die '''BEDEUTUNG der Rockwellhärte''' kann gar nicht hoch genug bewertet werden, ein Härter denkt in HRC. So muss der Verfasser einen Vickerswert immer in HRC umwerten damit er ohne nachzudenken weis was gemeint ist, 60 HRC sind für einen Härter eine stehende Größe, bei der er nicht nachdenken muss was Sie bedeuten.  
 
−
 
 
−
Die Rockwellhärte eines Werkstoffs ergibt sich aus der Eindringtiefe eines Prüfkörpers bei Anliegen einer bestimmten Vor- und Prüfkraft. Prüfkörper, -kräfte, -dauer und Einheitenberechnungsformeln sind in der Norm DIN EN ISO 6508-1 festgelegt<ref name="DIN 6508"/>. Mit einer vorgegebenen Prüfkraft wird der Prüfkörper in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks vorbelastet. Die Tiefe des Eindringens des Prüfkörpers bei Vorlast dient dabei als Bezugsebene, danach wird der Eindringkörper mit der Hauptlast belastet. Anschließend wird diese wieder zurückgenommen, so dass nur noch die Vorlast wirksam ist. Die Differenz der Eindringtiefen vor und nach Auflegen der Hauptlast ist das Maß für die Rockwellhärte des Werkstoffs. Die Rockwelleinheiten errechnen sich nach einer (je nach angewandter Normskala unterschiedlichen) Formel aus der Eindringtiefe. Die Eindringtiefe des Prüfkörpers wird mit einer Messsystem festgestellt, das mit der Prüfspitze verbunden ist.
 
−
 
 
−
Nach der ursprünglichen Entwicklung der beiden Verfahren HRC und HRB, wobei hier '''C''' für '''Cone'''(Kegel) und '''B''' für '''Ball'''(Kugel) steht, wurden viele weitere Rockwellhärteprüfverfahren entwickelt, wobei der Prinzipielle Prüfablauf immer der gleiche ist.
 
−
 
 
−
'''Hinweis'''
 
−
 
 
−
Wichtig für den Anwender ist zu beachten, das die Rockwellhärteprüfung nach DIN EN ISO 6508 anders als nach ASTM E 18 durchgeführt wird. Daher müssen Härteprüfmaschinen die nach ASTM Prüfen anders eingestellt und kalibriert werden.
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
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|
 
−
 
 
−
'''Schematischer Versuchsablauf'''
 
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−
[[Datei:HR-Basis-5.jpg|500px]]
 
−
* Vorkraft aufgeben '''F0'''
 
−
* Messuhr nullen
 
−
* Zusätzlich Hauptkraft '''F1''' aufgeben = Prüfgesamtkraft '''F'''
 
−
* Hauptkraft '''F1''' aufheben
 
−
* Härtewert an der Messuhr ablesen
 
−
* Vorkraft '''F0''' aufheben
 
−
 
 
−
 
 
−
'''Zeitzyklus der HR Härteprüfung
 
−
[[Datei:HR-Basis-6.jpg|400px|center]]
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
'''Schreibweise der HR Härte'''
 
−
 
 
−
Wie bei allen Härteprüfverfahren wird immer
 
−
* erst die Härtezahl
 
−
* dann das Prüfverfahren
 
−
* dann die Prüfbedingungen geschrieben
 
−
 
 
−
'''60 HRC'''
 
−
 
 
−
 
 
−
|'''Zeichnung aus der Patentanmeldung Rockwellverfahren'''
 
−
[[Datei:US1294171-0.png|500px|center]]
 
 
|-
 
|-
 
|
 
|
−
|
+
'''Für die mobilen Härteprüfverfahren wurde eine eigene WIKI Seite erstellt, [[Mobile Härteprüfverfahren|zu den mobilen Härteprüfverfahren]]'''
−
|
 
−
|}
 
−
 
 
−
====Härteprüfung nach Knoop====
 
−
DIN EN ISO 4545, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe- Härteprüfung nach Knoop
 
−
 
 
−
:<math>HK = 1{,}451 \, \frac{F}{l_D^2}</math>
 
−
 
 
−
====Härteprüfung Martenshärte====
 
−
DIN EN ISO 14577, Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter
 
−
 
 
−
 
 
−
===Klassische Härteprüfverfahren Prüfgeräte===
 
−
 
 
−
 
 
−
{| class="wikitable"
 
−
|'''Härteprüfung nach Brinell'''
 
−
|'''Härteprüfung nach Vickers'''
 
−
|'''Härteprüfung nach Rockwell'''
 
−
|-
 
−
|Älteres Prüfgerät [[Datei:Wolpert.jpg|200px|center]] DIA TESTOR 2
 
−
|Älteres Prüfgerät Zwick 3202
 
−
|Älteres Prüfgerät [[Datei:Reicherter-+Logo.jpg|100px|center]] VA 2
 
−
|-
 
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|Modernes Prüfgerät [[File:emcotest-logo.png|250px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/portable-produkte/|center]] DURAVISION
 
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|Modernes Prüfgerät [[File:emcotest-logo.png|250px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/portable-produkte/|center]] DURASCAN
 
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|Modernes Prüfgerät [[File:emcotest-logo.png|250px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/portable-produkte/|center]] DURAJET
 
 
|}
 
|}
  
−
=='''Mobile Härteprüfverfahren'''==
+
='''[[Zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Härte- und Gefügeprüfung|Zerstörungsfreie Härteprüfverfahren]]'''=
−
In den letzten Jahren wurden auch portable Verfahren in eine Normung aufgenommen. Die neu erstellten Normen sind teilweise etwas schwammig und sollen einen ersten Schritt in eine detailliertere Normung für die Zukunft bringen. Ein großer Vorteil der aktuellen Normung ist, die festgelegte Schreibweise für die jetzt genormten Verfahren. Dies bedeutet das die Angabe von nach den folgenden Verfahren geprüften Härtewerten genau festgelegt wurde und keine andere Schreibweise mehr zulässig ist.
 
−
 
 
−
===Genormte Härteprüfverfahren===
 
−
====Härteprüfung Brinell - Vickers - Rockwell====
 
−
Details siehe hier bei den klassischen Verfahren, Brinell<ref name="DIN 6506"/> - Vickers<ref name="DIN 6507"/> - Rockwell<ref name="DIN 6508"/>
 
−
 
 
−
Die klassischen Härteprüfverfahren Brinell - Vickers - Rockwell, sind seit langer Zeit immer schon als mobile Geräte im Einsatz, bereits kurz nach der Entwicklung der Grundverfahren machten sich Erfinder daran diese Verfahren [https://de.wikipedia.org/wiki/Mobil?oldformat=true'''Mobil'''] zu machen. Der Vorteil dieser Geräte ist, dass Sie die in den Normen für die stationären Geräte geforderten Prüfbedingungen einhalten. Wichtig ist jedoch zu Wissen, da die Geräte ständig wechselnde Einsatzorte haben, kann der im jeweiligen Teil 2 der Norm, ''HB+HV = Kap. 6, HRC = Kap. 7, Zeitabstände zwischen den Überprüfungen'', geforderte Punkt nicht eingehalten werden. Es ist daher im Prüfbericht zu vermerken, dass die Härte mit einem mobilen Gerät geprüft wurde.
 
−
 
 
−
Geräte gibt es in unterschiedlichsten Ausführungen, die Liste der nachfolgenden Geräte erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
 
 
{|class="wikitable"
 
{|class="wikitable"
−
|'''Mobile Härteprüfgeräte nach Rockwell'''
+
|Neben den klassischen Härteprüfverfahren wurden bereits in den 1950er Jahren begonnen zerstörungsfreie  Härteprüfverfahren entwickelt. Bei diesen Verfahren wird mittels verschiedener zerstörungsfreier Prüfverfahren eine Aussage über den Werkstoffzustand getroffen. <ref name="Zerstörungsfreie "/>
−
|'''Mobile Härteprüfgeräte nach Rockwell'''
 
−
|'''Mobile Härteprüfgeräte nach Brinell '''
 
−
|'''Mobile Härteprüfgeräte nach Vickers'''
 
−
|'''Mobile Härteprüfgeräte nach Vickers'''
 
 
|-
 
|-
−
|[[Datei:EMCO-Zahnflanke.jpg|350px]]
+
|
−
|[[Datei:CPT-HRC.jpg|300px]]
+
'''[[Zerstörungsfreie Härteprüfverfahren|Zu den zerstörungsfreien Härteprüfverfahren]]'''
−
|[[Datei:KING-1.jpg|300px]]
 
−
|[[Datei:AFFRI-WIKI30.jpg|300px]]
 
−
|[[Datei:HMV10.jpg|250px]]
 
−
|-
 
−
|[[File:emcotest-logo.png|80px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/portable-produkte/]]  '''N7P''' Zahnflankenhärteprüfer
 
−
|[[File:SunTec.jpg|80px|link=http://www.sunteccorp.com]] '''CPT''' Rockwell Prüfzwinge
 
−
|[[File:King.png|50px|link=http://www.kingtester.com/#!king-portable-brinell-tester/uwg1n]] King Brinelltester - USA
 
−
|[[File:AFFRI.png|50px|link=http://www.affri.com/index.php/hardness-testers/portable/portable-hardness-tester-vickers-astm-e384]] '''WIKI 30'''
 
−
|HMO 10 - WPM Leipzig
 
 
|}
 
|}
  
−
====Härteprüfung LEEB Verfahren====
+
='''[[Umwertung|Umwertung von Härtewerten]]'''=
−
[https://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-16859-1/230867640 '''DIN EN ISO 16859'''], Teil 1-3, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Leeb <ref>DIN EN ISO 16859, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Leeb, Beuth Verlag, Berlin</ref>
 
−
 
 
−
Dietmar Leeb hat in den frühen 70er Jahren die verschiedenen Lösungen der tragbaren Härteprüfung wie das Baumann-Steinrück, Schmidt und Shore Verfahren studiert. Die am meisten benützen Geräte waren die dynamischen Modelle, wo die Prüflast schlagartig aufgebracht wird. Die Frage stellte sich, wie kann man den üblichen Anwendungsbereich durch flexiblere Bedienung erweitern, ohne Prüfgenauigkeit zu verlieren, d.h. schnelles und bequemes Prüfen unabhängig vom Benützer und der Prüfrichtung. Das Resultat war die Erfindung und erfolgreiche Produktion des EQUOTIP im Jahr 1975 eines dynamischen Härteprüfverfahrens und dem gleichnamigen Prüfgerät. Diese Methode ist heute auch in Verbindung mit dem Erfindernamen bekannt als Härteprüfung bzw. Rückprall-Härteprüfung nach Leeb. Das EQUOTIP ist heute eines der am meisten benützten mobilen Härteprüfgeräte.
 
−
 
−
'''Prinzip'''
 
  
−
Die Leeb-Härte ist ein Verfahren der Rücksprunghärte, bei dem ein Schlagkörper, an dessen vorderem Ende sich ein Eindringkörper befindet, mit einer definierten Energie auf die Probe geschossen wird. Die funktionsweise wird nachfolgend beschrieben. 
 
 
{|class="wikitable"
 
{|class="wikitable"
−
|Formel
+
|Umwertung von Härtewerten genormt in der ''DIN ISO 18265 Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten''.<ref name="DIN 18265"/>
−
 
 
−
Die Leeb-Härte ist als folgendes Verhältnis definiert, der L-Wert, auch Leeb-Zahl oder Leeb-Härte (HL) genannt, ist einfach ausgedrückt gleich dem Verhältnis von der Rückprallgeschwindigkeit vr zur Aufprallgeschwindigkeit vi des Schlagkörpers, multipliziert mit 1000.
 
−
|Schematisches Prüfprinzip
 
−
 
 
−
Dabei sind die Scheitelwerte des induzierten Spannungssignals – gemessen an einer bestimmten Stelle über der Prüfoberfläche – proportional zur Aufprall- bzw. Rückprallgeschwindigkeit.
 
−
|Aufbau Schlaggerät
 
−
|Original Equotip von 1975,
 
−
 
 
−
gebaut von [[File:Proceqlogo.gif|70px|link=http://www.proceq.com/de/produkte/metallpruefung.html?pqr=2]] aus der Schweiz
 
−
 
 
−
|Modernes LEEB Gerät von
 
−
 
 
−
[[File:Proceqlogo.gif|70px|link=http://www.proceq.com/de/produkte/metallpruefung.html?pqr=2]] aus der Schweiz
 
  
 +
Die Umwertung von Härtewerten wird bereits seit Brinell durchgeführt<ref>Autor:Anonymus, Die Anwendbarkeit der Brinell'schen Kugelprobe bei Feststellung der Streckfestigkeit bei Eisen und Stahl, Jern-kontorets Annales, 1902, Band  2., (S. 419–420)</ref>, bereits Brinell hatte festgestellt das zwischen der HB Härte und der Zugfestigkeit eine positive Korrelation besteht. Jedoch muss auch beachtet werden das Härteprüfung und Zugversuch zwei Grundsätzlich verschiedene Versuche mit vollkommen verschiedenen Beanspruchungsarten sind. Auch wird bei der Umwertung aus Härte in Zugfestigkeit bei unterschiedlichen Gefügestrukturen die z.B. andere Dehngrenzen und Dehnungen bewirken nicht erkannt werden das hier nicht der gewünschte Werkstoffzustand vorhanden ist,(Kapitel-Was ist Härte?).<ref name="Umwertung "/>
 
|-
 
|-
−
|[[Datei:Leeb-3.jpg|500px|center]]
+
|
−
|[[Datei:Leeb-2.jpg|400px|center]]
+
'''[[Umwertung|Zur Umwertung von Härtewerten]]'''
−
|[[Datei:Leeb-1.jpg|200px|center]]
 
−
|[[Datei:Leeb-4.jpg|400px|center]]
 
−
|[[Datei:Equotip 550.jpg|300px|center]]
 
 
|}
 
|}
−
Für die LEEB Geräte gibt es unterschiedliche Schlaggeräte die auf die Prüfaufgabe angepasst sind.
 
  
−
====Härteprüfung HMM Verfahren====
+
='''[[Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung|Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung]]'''=
−
'''''DIN 50157, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten'''''
 
  
−
Die Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten, ist ebenfalls schon sehr lange im Einsatz
 
−
[[File:Ernst-Logo.jpg|50px|link=http://www.ernsthardnesstesters.com/de/unternehmen/geschichte-philosophie-und-werte]] aus der Schweiz/Italien hat bereits vor über 60 Jahren diese Geräte erfolgreich eingeführt. Bei diesen Geräten handelte es sich um ein abgewandeltes Rockwellverfahren mit einer deutlich niedrigerer Prüflast und der Messung der Eindringtiefe unter der Prüflast. Die Prüflast wurde damals Online mit einer Flüssigkeitsanzeige an einer Skala abgelesen, dieses Prinzip wird bis Heute unverändert nur mit einer Digitalanzeige gebaut.
 
 
{|class="wikitable"
 
{|class="wikitable"
−
|Historisches HMM Härteprüfgerät von  [[File:Ernst-Logo.jpg|50px|link=http://www.ernsthardnesstesters.com/de/unternehmen/geschichte-philosophie-und-werte]]
+
|Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind Zahlreich.<ref name="Fehler"/>
−
|Modernes HMM Härteprüfgerät von  [[File:Ernst-Logo.jpg|50px|link=http://www.hegewald-peschke.de/uploads/tx_wklist/Computest_SCX_de_01.pdf]]
 
−
|Modernes HMM Härteprüfgerät von  [[File:AFFRI.png|50px|link=http://www.affri.com/index.php/hardness-testers/portable/portable-hardness-tester-rockwell-brinell-vickers]]
 
−
|
 
−
|
 
 
|-
 
|-
 
|
 
|
−
|[[Datei:Computest.jpg|200px]]
+
'''[[Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung|Zu den Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung]]'''
−
Modell  "Computest SCX"
 
−
|[[Datei:MKII.jpg|250px]]
 
−
Modell  "Metalltester MKII"
 
−
|
 
−
|
 
−
|}
 
−
 
 
−
====Härteprüfung HME Verfahren====
 
−
DIN 50158, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit elektrischer Eindringtiefenmessung arbeiten
 
−
====Härteprüfung UCI Verfahren====
 
−
DIN 50159, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach dem UCI-Verfahren
 
−
=== Ungenormte Härteprüfverfahren===
 
−
====TIV Härte====
 
−
====Poldihärte====
 
−
====Scherstifthärteprüfung====
 
−
 
 
−
=='''Umwertung von Härtewerte'''==
 
−
 
 
−
Umwertung von Härtewerten genormt in der ''DIN ISO 18265 Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten''.<ref name="DIN 18265"/>
 
−
 
 
−
Die Umwertung von Härtewerten wird bereits seit Brinell durchgeführt, bereits Brinell hatte festgestellt das zwischen der HB Härte und der Zugfestigkeit eine positive Korrelation besteht. Jedoch muß auch beachtet werden das Härteprüfung und Zugversuch zwei Grundsätzlich verschiedene Versuche mit vollkommen verschiedenen Beanspruchungsarten sind.<ref>Arnold Horsch, Vortrag, Umwertung von Härtewerten, Seminar ''Härteprüfung in Theorie und Praxis'', Arnold Horsch e.K. Remscheid, [https:// http://www.arnold-horsch.de/seminare] </ref> Auch wird bei der Umwertung aus Härte in Zugfestigkeit bei unterschiedlichen Gefügestrukturen die z.B. andere Dehngrenzen und Dehnungen bewirken nicht erkannt werden das hier nicht der gewünschte Werkstoffzustand vorhanden ist,(Kapitel-Was ist Härte?).
 
−
 
 
−
'''Eine Umwertung sollte nur erfolgen wenn Sie zwischen den beteiligten Parteien abgestimmt ist und die Prüfbedingungen genauestens festgelegt wurden.'''
 
−
 
 
−
==='''Grundsätzliches zum Umwerten'''===
 
−
* 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
 
−
 
 
−
==='''Umwerteunsicherheiten'''===
 
−
* Die Unsicherheit eines Umwertergebnisses kann beträchtlich sein
 
−
* Besonders wenn die systematische Abweichung der Härteprüfmaschine nicht berücksichtigt wird
 
−
 
 
−
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 für eingeschränkte Gültigkeitsbereiche, empirische Beziehungen aufgestellt werden.
 
−
 
 
−
[[File:Umwertung-1.jpg|600px]]<ref>Volker Läpple, Berthold Drube , Georg Wittke, Catrin Kammer ,Werkstofftechnik Maschinenbau – 5. Auflage, VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL, Haan-Gruiten</ref>
 
−
 
 
−
'''Warnung und Anmerkung'''
 
−
* 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<ref name="DIN 18265"/>.
 
−
* 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 bei welchen Prüfbedingungen die Härtewerte ermittelt wurden, ist bei der Anwendung Vorsicht geboten. So sind 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.
 
−
 
 
−
==='''Umwerteunsicherheit'''===
 
−
 
 
−
Da Umwerteunsicherheiten beträchtlich sein können insbesondere wenn die systematische Abweichung der Härteprüfmaschine nicht berücksichtigt wird, gibt die Norm hierfür ein deutliches Bespiel
 
−
* 85,5 HRA ≈ 920 HV (Tab. D.2)
 
−
* Grenzabweichung der Prüfmaschine zulässig ± 1,5 HRA
 
−
* Systematische Abweichung + 1,4 HRA = 85,5 - 1,4 = 84,1 ≈ 845 HV
 
−
* Abweichung des umgewerteten Härtewertes +75 HV
 
−
 
 
−
==='''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<ref name="DIN 18265"/>.
 
−
 
 
−
[[File:Umwertung-2.jpg|600px]]
 
−
 
 
  
−
==='''Umwertung Richtig gemacht'''===
 
−
 
−
{| class="wikitable"
 
−
|'''Wenn umgewertet werden soll ist die beste und sicherste Lösung'''
 
−
|
 
−
* erstellen Sie eine eigene auf Ihren Messwerten basierende Umwertekurve, siehe 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
 
−
|-
 
−
|'''Umwertebeziehung erstellt und ergänzt um den Beitrag zur Umwerteunsicherheit'''
 
−
|[[File:Umwertung-4.jpg|800px]]
 
 
|}
 
|}
  
−
=='''Bekannte Hersteller'''==
+
='''Bekannte Hersteller'''=
  
−
In der Historie gab es im deutschsprachigem Raum viele Hersteller von Härteprüfmaschinen, von denen einige nicht mehr existieren. Nachfolgend eine Liste von existenten und nicht mehr existenten Herstellern von Härteprüfmaschinen.
+
In der Historie gab es im deutschsprachigen Raum viele Hersteller von Härteprüfmaschinen, von denen einige nicht mehr existieren. Nachfolgend eine Liste von existenten und nicht mehr existenten Herstellern von Härteprüfmaschinen.
  
 
{|class="wikitable"
 
{|class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 
|'''emcotest''' Kuchl - Austria
 
|'''emcotest''' Kuchl - Austria
 
|Otto Wolpert Werke - Ludwigshafen
 
|Otto Wolpert Werke - Ludwigshafen
Zeile 710: Zeile 408:
 
|'''ERNST''' Härteprüfer SA
 
|'''ERNST''' Härteprüfer SA
 
|-
 
|-
−
|[[File:emcotest-logo.png|350px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/|center]]
+
|[[File:emcotest-logo.png|200px|link=http://www.emcotest.com/de/produkte-services/haertepruefmaschinen/|center]]
 
|[[Datei:Wolpert.jpg|200px|center]]
 
|[[Datei:Wolpert.jpg|200px|center]]
 
'''nicht mehr existent'''
 
'''nicht mehr existent'''
−
|[[File:KB-Logo.png|300px|center]]
+
|[[File:KB-Logo.png|200px|center]]
 
|[[Datei:Frank.jpg|150px|center]]
 
|[[Datei:Frank.jpg|150px|center]]
 
'''nicht mehr existent'''
 
'''nicht mehr existent'''
Zeile 723: Zeile 421:
 
|}
 
|}
  
−
== '''Einzelnachweise''' ==
+
= '''Einzelnachweise''' =
 
<references>
 
<references>
 +
<ref name="VDI/VDE 2616>VDI-Richtlinie: VDI/VDE 2616 Blatt 1 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen, Beuth Verlag, Berlin</ref>
 
<ref name="Zerstörungsfreie ">[http://www.arnold-horsch.de/files/vortrag_hk_2015.pdf Arnold Horsch], ''Zerstörungsfreie Härte-/Gefügeprüfung wärmebehandelter Massenteile mit magnetinduktiven Verfahren'', Vortrag Härtereikongess, Köln, 2015</ref>
 
<ref name="Zerstörungsfreie ">[http://www.arnold-horsch.de/files/vortrag_hk_2015.pdf Arnold Horsch], ''Zerstörungsfreie Härte-/Gefügeprüfung wärmebehandelter Massenteile mit magnetinduktiven Verfahren'', Vortrag Härtereikongess, Köln, 2015</ref>
 
<ref name="Smith ">R.L. Smith & G.E. Sandland, "An Accurate Method of Determining the Hardness of Metals, with Particular Reference to Those of a High Degree of Hardness," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. I, 1922, p 623–641</ref>
 
<ref name="Smith ">R.L. Smith & G.E. Sandland, "An Accurate Method of Determining the Hardness of Metals, with Particular Reference to Those of a High Degree of Hardness," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. I, 1922, p 623–641</ref>
−
<ref name="Eisenkolb">F. Eisenkolb, Einführung in die Werkstoffkunde, Band II, Mechanische Prüfung Metallischer Werkstoffe, VEB Fachbuchverlag, Leipzig</ref>
 
 
<ref name="Herrmann">Herrmann, Konrad, et al: Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen, expert verlag GmbH, D-71272 Renningen</ref>
 
<ref name="Herrmann">Herrmann, Konrad, et al: Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen, expert verlag GmbH, D-71272 Renningen</ref>
−
<ref name="DIN 6506">[http://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-6506-1/204131134 DIN EN ISO 6506], Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Brinell, Teil 1-3, Beuth Verlag Berlin</ref>
+
<ref name="Umwertung ">[http://www.arnold-horsch.de/seminare'''Arnold Horsch'''], Vortrag, Umwertung von Härtewerten, '''Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis''', Arnold Horsch e.K., Remscheid</ref>
−
<ref name="DIN 6507">[http://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-6507-1/83053361 DIN EN ISO 6507], Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Vickers, Teil 1-3, Beuth Verlag Berlin</ref>
 
−
<ref name="DIN 6508">[http://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-6508-1/216661420 DIN EN ISO 6508], Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Rockwell, Teil 1-3, Beuth Verlag Berlin</ref>
 
 
<ref name="DIN 18265">[https://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-18265/185947226 DIN EN ISO 18265] Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten, Beuth Verlag Berlin</ref>
 
<ref name="DIN 18265">[https://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-18265/185947226 DIN EN ISO 18265] Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten, Beuth Verlag Berlin</ref>
−
 
+
<ref name="Döhmer ">P. Wilh. Döhmer, Die Brinellsche Kugeldruckprobe, Springer, Berlin, 1925</ref>
−
<references />
+
<ref name="Rockwell">Stanley P. + Hugh M. Rockwell, Hardness-tester, [https://www.google.com/patents/US1294171 '''U.S. Patent US 1294171 A''']</ref>
 +
<ref name="Fehler">[http://www.arnold-horsch.de/seminare'''Arnold Horsch'''], Vortrag, Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung, '''Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis''', Arnold Horsch e.K., Remscheid</ref>
 +
<ref name="DIN ISO 15787 ">[https://www.beuth.de/de/norm/din-iso-15787/122364177 DIN ISO 15787] Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben, Beuth Verlag Gmbh, Berlin</ref>
 +
</references>
 +
</div>
 +
<big><big>
 +
'''[[Hauptseite|Zur WIKI Hauptseite]]'''
 +
</big></big>

Aktuelle Version vom 24. Januar 2024, 06:26 Uhr

Seminare

Ich biete zu diesem Thema das Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis an.
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Grundlagen der Härteprüfung

Die Härte ist eine alte Maßzahl von Ingenieuren und Geologen, die zuerst genutzt wurde, um Mineralien zu klassifizieren. Barba definierte bereits 1640:

  • „...hardness is such a property of precious stones that those which file can scratch are not so classed.”

Dies erklärt die Härte als ein Maß für die plastischen Eigenschaften von Materialien, die für die Haltbarkeit oder das Versagen von Maschinen und Werkzeugen verantwortlich sind.

Wer die Härteprüfung anwendet muss sich darüber im klaren sein, was er mit der Härteprüfung und dem erzielten Ergebnis eigentlich tun will. Hier besteht oftmals eine Vielzahl von diffusen Vorstellungen was der Härtewert (die Härtezahl) darstellt. Dies liegt auch daran, dass das Wissen um die Möglichkeiten und Grenzen der Härteprüfung auf der Anwenderseite nur sehr beschränkt vorhanden ist. Vor der Festlegung des Härteprüfverfahrens und von vorgegebenen Härtewerten sollte klar sein, was mit dem festgelegten Härtewert erreicht werden soll. Die vorgegebenen Toleranzen der Härtewerte sollten immer mit einer größtmöglichen Plus Toleranz[1] versehenen werden.

Angegebene Normen
Alle angegebenen Normen waren zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Wikis gültig, ich bemühe mich sich ändernde Normen regelmäßig einzupflegen. Im Zweifelsfall muss sich der Leser davon überzeugen welche Normen aktuell in welcher Ausgabe gerade gültig und anzuwenden sind.

Was ist Härte?

Hart und weich sind eigentlich allgemeine Begriffe aus dem täglichen Leben. Jeder Mensch hat dabei seine eigenen Empfindungen und beurteilt den einen Gegenstand im Vergleich zu einem anderen als hart oder weich. Schon die griechischen Philosophen der Antike Demokrit und Aristoteles bezeichneten die Härte als eine definierte Eigenschaft der Elemente. In der Technik ist ein solcher individueller Empfindungswert zur Beurteilung eines Werkstoffes oder Bauteiles nicht ausreichend. Man hat den Härtebegriff wie folgt festgelegt:

Definition technische Härte[2] Bereits Adolf Martens hat 1898 eine entsprechende Definition gemacht [3]
nach der VDI-Richtlinie: VDI/VDE 2616 Blatt 1 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen ist die Definition

Härte ist der Widerstand eines Körpers, den er dem Eindringen eines anderen, aber Härterem entgegensetzt.[2]

Härte-Def-1-Martens.jpg


Härte-Def-2-Martens.jpg
  • Zweck der Härteprüfung ist es, vergleichbare Kennzahlen des Verformungs-Widerstandes der Oberfläche eines Werkstoffes zu ermitteln, die jedoch nicht die Bedeutung einer Werkstoffkennzahl haben
  • Obwohl die Härte eines Werkstoffes keine eindeutige Stoffeigenschaft ist, kann sie als Vergleichswert sehr vielseitig angewandt und ausgelegt werden
  • Die Härteprüfung stellt den relativ sicheren Versuch dar, verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl, die keine Werkstoffkennzahl ist, zu beschreiben
  • Jedoch auch diese Definition der Härte ist noch nicht eindeutig und lässt vieles offen und führt dazu, dass die Härte in der Metallprüfung verschieden interpretiert wird, dies hängt im Wesentlichen von der Betrachtungsweise und den Erwartungen des Anwenders ab
  • Es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben

Historie

An der Entwicklung der Härteprüfung ist eine Vielzahl namhafter Persönlichkeiten beteiligt. Einer der wesentlichen Hintergründe dieser Entwicklung ist, damals wie heute, der Wunsch verschiedene Werkstoffzustände mittels einer Kennzahl reproduzierbar zu beschreiben. Im Laufe der Jahrhunderte entwickelte sich die Härteprüfung immer weiter, so das Sie die heute die mit Abstand am meistens eingesetzte Werkstoffprüfmethode ist.

An dieser Stelle eine Anmerkung von mir:

Wie gut in der nachfolgenden Tabelle zu sehen ist ist Friedrich Mohs (1773-1839) nicht der Erfinder der Härteprüfung an Metallen, wie es immer wieder dargestellt wird. Mit seiner Klassifikation von Mineralien, die vor allem auf die physikalischen Eigenschaften (Form, Härte, Sprödigkeit, spezifisches Gewicht) seiner Objekte abhob hat er die Skala der Ritzhärteprüfung zur Klassifizierung von Mineralien entwickelt. Hierbei befand sich Mohs in Opposition zu den meisten seiner Kollegen, die das Hauptgewicht auf die chemische Zusammensetzung legten. Die Historie hat Mohs mit seiner Klassifizierung der Mineralien aber recht gegeben. Schon ca. 100 Jahre vor Mohs hat z.B. Reamur die Härte von Eisen bestimmt.

Die nachfolgende Tabelle gibt auszugsweise, die Historische Entwicklung der Härteprüfung an wieder.

Jahr Härteprüfverfahren Wer Verfahren - Besonderheit
1640 Babra Ritzen von Edelsteinen mit der Feile
1722 R.A. Reamur[4] Ritzen von Stahl mit Mineralien
1747 Wallerius[4] Benutzte Fingernagel, Messer, Feile, Diamantpulver zur Härtebestimmung
1811 Mohs Skala Carl Friedrich Christian Mohs[4] 10 stufiges Ritzhärteverfahren für Mineralien
1833 Seebeck[4] Entwickelt ein quasi-quantitatives Kratzverfahren zur Härtebestimmung
1851 [4] Entwicklung der Bohrhärte von Metallen auf Grundlage des Gewichtsverlustes beim Bohren mit bekannten Zerspannungsbedingungen
1874 Uchatius[4] Beurteilte die Härte von Bronzen mit einem aus 25cm Höhe herabfallenden Meißel (erstes beschriebenes dynamisches Verfahren)
1882 TH Prag[4] Ritzhärte 18stufig,von Blei bis zu gehärtetem Stahl
1884 [4] Beurteilen der Härte von Metallen mit der Schleifhärte
1889 Adolf Karl Gottfried Martens[4] Ritzhärteverfahren
1898 Adolf Karl Gottfried Martens[4] Schlug ein Gerät für den instrumentierten Eindringversuch mit mechanisch-hydraulischer Tiefenmessung vor
1900 Brinellhärte Johann August Brinell[5] Brinellhärteprüfverfahren, Kugeldruckversuch.

Brinell hat nicht nur das nach Ihm benannte Härteprüfverfahren entwickelt, sondern galt zu seiner Zeit (Geb.1849-Gest. 1925) als einer der hervorragenden Kenner der Stahlherstellung. Unter den Fachleuten der Eisen- und Stahlindustrie nimmt Brinell eine der hervorragendsten Stellungen ein[6].

1908 P. Ludwig, Prof.[4] Berichtet über ein sowohl statisch als auch dynamisch benutzte Kegelprobe, erste Gedanken zur Härteprüfung mittels einer Tiefenmessung.
1908 Meyer Härteprüfung Eugene Meyer, Prof.[7] Meyerhärte, Meyer stellte das Potenzgesetz für den Kugeldruckversuch auf
1914 Rockwellhärte Stanley P. + Hugh M. Rockwell[8] Die Brüder Rockwell entwickelten das nach Ihnen benannte Rockwellhärteprüfverfahren, erstes Vorkraftverfahren mit Tiefenmessung, Patenteinreichung 15. Juli 1914.
1915 Shore Härte Albert Shore Erstes Rücksprungverfahren, eine auf das Werkstück fallende Kugel der mehr oder weniger abprallt. Die Härtemessung wird in Shore-Punkten ausgedrückt.
1922 Vickershärte Robert L. Smith und George E. Sandland[9] [10] Mit dem Vickershärteprüfverfahren, entwickelt bei den Vickers Flugzeugwerken, konnte erstmals die Messung sehr harter Teile ohne Beeinflussung durch den Prüfkörper durchgeführt werden. Ermöglichte die Mikrohärteprüfung, mit sehr kleinen Prüflasten.
1926 USA Erste Härteprüfnorm für das Brinellhärteprüfverfahren
1937 Deutschland, Schweden[4] Erste Herstellung von Härtevergleichsplatten
1939 Knoophärte F. Knoop, C.G. Peters, W.B.E. Emerson Entwicklung des Knoop Verfahrens am National Bureau of Standards (USA)
1940 Deutschland[4] Erste DIN Norm über das Vickersverfahren
1943 K. Meyer Baut die erste Härte-Normalmesseinrichtung in Deutschland
1961 UCI Härte Claus Kleesattel UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance), 1961 Patentanmeldung
1946 Ernst Abgewandeltes Rockwellverfahren mit sehr kleiner Prüflast. Patentanmeldung
1975 LEEB Härte Dietmar Leeb Die Härteprüfung nach Leeb wurde erstmals 1975 angewandt und misst die eingebrachte Energie über den Rückprall. Das Verfahren funktioniert ähnlich der Shore Härteprüfung.

Einteilung der Härteprüfverfahren

Die Härteprüfverfahren lassen sich Grundsätzlich in die statischen und dynamische Prüfverfahren einteilen. Die meisten dynamischen Verfahren werden bei mobilen Prüfgeräten eingesetzt, die statischen Verfahren sind eher die klassischen Verfahren wie Brinell-Rockwell-Vickers. In der nachfolgenden Tabelle sind die wichtigsten Prüfverfahren zusammengefasst.

Grundeinteilung Verfahren Schreibweise Norm DIN EN ISO ASTM
Statische Verfahren Knoophärte

Brinellhärte

Vickershärte

Rockwellhärte

Martenshärte

HK+Prüflast (HK 1)

HB +Ø Kugel +Prüflast (HB 2,5/187,5)

HV +Prüflast (HV 1)

HR +Kurzzeichen (HRC)

HM +Prüflast (HM 0,025)


DIN EN ISO 4545, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe- Härteprüfung nach Knoop

DIN EN ISO 6506, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Brinell

DIN EN ISO 6507, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Vickers

DIN EN ISO 6508, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe-Härteprüfung nach Rockwell

DIN EN ISO 14577, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter

E 384

E 10

E 384

E 18

E 2546

Dynamische Verfahren Shore Härte Scleroscope n. Shore Richtlinien für die Prüfung der Skleroskophärte metallischer Werkstoffe ASTM E 448
Mobile statische und dynamische Verfahren Härte LEEEB

Härte Mobil Mechanisch


Härte Mobil Elektrisch


Ultrasonic Contact Impedance

Through Indenter Viewing


Poldihärte

Scherstifthärte

Härteprüfzwinge

HL+ Schlagkörper

HMM+ Verfahren in das Umgewertet wurde

HME+ Verfahren in das Umgewertet wurde

UCI+ Verfahren in das Umgewertet wurde

TIV


HB

HB

HB - HV - HRC

DIN EN ISO 16859, Teil 1-3, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Leeb

DIN 50157, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten

DIN 50158, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung mit tragbaren Härteprüfgeräten, die mit elektrischer Eindringtiefenmessung arbeiten

DIN 50159, Teil 1-2, Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach dem UCI-Verfahren


Nicht genormt, abgewandeltes Vickersverfahren


Nicht genormt, abgewandeltes Brinellverfahren,

Nicht genormt, abgewandeltes Brinellverfahren

DIN EN ISO 6506 - 6507 -6508, verschiedene Verfahren möglich, als Brinell- Vickers- Rockwell Härte

A 956




A 1038





E 110

Grundeinteilung der Härteprüfverfahren schematisch
HP-Einteilung-1.jpg

Internationale Normung

In der Härteprüfung gibt es zwei große Normsysteme nach denen die Härteprüfung durchgeführt wird, dies sind:

  • ISO Normen, gelten Weltweit auch in den USA, allerdings wird hier nach ASTM Normen geprüft, die ebenfalls gültig sind.
  • ASTM Normen, in den USA und den NAFTA Staaten wird im allgemeinen nach ASTM-Standards geprüft und gearbeitet. Die Verwendung von ASTM-Standards ist außer im öffentlich geförderten Bereich der USA freiwillig [11].
    • Firmen die in USA liefern, sollten die ASTM Normen anwenden. Dies ist insbesondere dann anzuraten, wenn der Lieferant nicht weis ob die gelieferten Produkte im öffentlich geförderten Bereich der USA eingesetzt werden, dies ist generell der Fall wenn an das Government wie, Militär, Universitäten (Öffentliche Förderung), Strassenbau, Bundesstaaten, Städte und Gemeinden geliefert wird. Unwissenheit schützt nicht vor Strafe (Ignorantia legis non excusat), deshalb sollte bei Lieferungen in die USA/NAFTA-Raum, eine sorgfältige Prüfung der Prüfbedingungen durchgeführt werden.
    • Im Schadensfall wird ein amerikanischer Gutachter immer ASTM Normen als Prüfbedingung anwenden, gibt es dann Unterschiede in den Prüfergebnissen ist die Argumentation über den Einsatz von ISO Normen schwierig bis unmöglich.

Persönliche Anmerkung
Es gibt gerade bei der Rockwellhärteprüfung und der Vickers-/ Knoophärte bei der Kleinlast- und Mikrohärte Unterschiede in den zulässigen Abweichungen und den Prüfbedingungen, dies sollte beachtet werden.

Klassische Härteprüfverfahren

Klassische Härteprüfverfahren

Die klassischen genormten Härteprüfverfahren Brinell - Rockwell - Vickers wurden alle in den ersten 25 Jahren des 20ten Jahrhunderts eingeführt und sind seit Ihrer Einführung mehr oder weniger unverändert im Einsatz.

Für die klassischen Härteprüfverfahren wurde eine eigene WIKI Seite erstellt, zu den klassischen Härteprüfverfahren

Zu den aktuellen Normänderungen der klassischen Härteprüfverfahren

Mobile Härteprüfverfahren

Neben den stationären Härteprüfmaschinen wurden sehr frühzeitig auch mobile Härteprüfverfahren entwickelt, einige dieser Verfahren wurden in den letzten Jahren auch in eine Normung aufgenommen. Die neu erstellten Normen sind teilweise etwas schwammig und sollen einen ersten Schritt in eine detailliertere Normung für die Zukunft bringen. Ein großer Vorteil der aktuellen Normung ist, die festgelegte Schreibweise für die jetzt genormten Verfahren. Dies bedeutet, dass die Angabe von von Härtewerten bei einigen mobilen Härteprüfverfahren genau festgelegt wurde und keine andere Schreibweise mehr zulässig ist.

Für die mobilen Härteprüfverfahren wurde eine eigene WIKI Seite erstellt, zu den mobilen Härteprüfverfahren

Zerstörungsfreie Härteprüfverfahren

Neben den klassischen Härteprüfverfahren wurden bereits in den 1950er Jahren begonnen zerstörungsfreie Härteprüfverfahren entwickelt. Bei diesen Verfahren wird mittels verschiedener zerstörungsfreier Prüfverfahren eine Aussage über den Werkstoffzustand getroffen. [12]

Zu den zerstörungsfreien Härteprüfverfahren

Umwertung von Härtewerten

Umwertung von Härtewerten genormt in der DIN ISO 18265 Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten.[13]

Die Umwertung von Härtewerten wird bereits seit Brinell durchgeführt[14], bereits Brinell hatte festgestellt das zwischen der HB Härte und der Zugfestigkeit eine positive Korrelation besteht. Jedoch muss auch beachtet werden das Härteprüfung und Zugversuch zwei Grundsätzlich verschiedene Versuche mit vollkommen verschiedenen Beanspruchungsarten sind. Auch wird bei der Umwertung aus Härte in Zugfestigkeit bei unterschiedlichen Gefügestrukturen die z.B. andere Dehngrenzen und Dehnungen bewirken nicht erkannt werden das hier nicht der gewünschte Werkstoffzustand vorhanden ist,(Kapitel-Was ist Härte?).[15]

Zur Umwertung von Härtewerten

Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung

Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind Zahlreich.[16]

Zu den Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung

Bekannte Hersteller

In der Historie gab es im deutschsprachigen Raum viele Hersteller von Härteprüfmaschinen, von denen einige nicht mehr existieren. Nachfolgend eine Liste von existenten und nicht mehr existenten Herstellern von Härteprüfmaschinen.

emcotest Kuchl - Austria Otto Wolpert Werke - Ludwigshafen KB Prüftechnik GmbH Karl Frank - Weinheim WPM Werkstoffprüfmaschinen - Leipzig Reicherter - Esslingen AFFRI INDUNO OLONA (VA) ITALY ERNST Härteprüfer SA
Emcotest-logo.png
Wolpert.jpg

nicht mehr existent

KB-Logo.png
Frank.jpg

nicht mehr existent

WPM.jpg
Reicherter-+Logo.jpg

nicht mehr existent

AFFRI.png
Ernst-Logo.jpg

Einzelnachweise

  1. ↑ DIN ISO 15787 Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben, Beuth Verlag Gmbh, Berlin
  2. ↑ 2,0 2,1 VDI-Richtlinie: VDI/VDE 2616 Blatt 1 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen, Beuth Verlag, Berlin
  3. ↑ Adolf Martens, Handbuch der Materialienkunde für den Maschinenbau, Erster Teil, Springer Verlag, Berlin, Seite 5 + 234, 1898
  4. ↑ 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 Herrmann, Konrad, et al: Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen, expert verlag GmbH, D-71272 Renningen
  5. ↑ Johann August Brinell Wikipedia 2017.01.23
  6. ↑ P. Wilh. Döhmer, Die Brinellsche Kugeldruckprobe, Springer, Berlin, 1925
  7. ↑ Meyer Härteprüfung Wikipedia 2017.08.01
  8. ↑ Stanley P. + Hugh M. Rockwell, Hardness-tester, U.S. Patent US 1294171 A
  9. ↑ R.L. Smith & G.E. Sandland, "An Accurate Method of Determining the Hardness of Metals, with Particular Reference to Those of a High Degree of Hardness," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. I, 1922, p 623–641
  10. ↑ R.L. Smith & G.E. Sandland, Patenteinreichung USA 16. Mai 1923, Apparatus for testing the hardness of materials, US 1478621 A, 1923
  11. ↑ https://de.wikipedia.org/wiki/ASTM_International, 15. Januar 2015
  12. ↑ Arnold Horsch, Zerstörungsfreie Härte-/Gefügeprüfung wärmebehandelter Massenteile mit magnetinduktiven Verfahren, Vortrag Härtereikongess, Köln, 2015
  13. ↑ DIN EN ISO 18265 Metallische Werkstoffe - Umwertung von Härtewerten, Beuth Verlag Berlin
  14. ↑ Autor:Anonymus, Die Anwendbarkeit der Brinell'schen Kugelprobe bei Feststellung der Streckfestigkeit bei Eisen und Stahl, Jern-kontorets Annales, 1902, Band 2., (S. 419–420)
  15. ↑ Arnold Horsch, Vortrag, Umwertung von Härtewerten, Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis, Arnold Horsch e.K., Remscheid
  16. ↑ Arnold Horsch, Vortrag, Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung, Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis, Arnold Horsch e.K., Remscheid

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