Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung: Unterschied zwischen den Versionen

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(→‎Grundsätzliches den Fehlermöglichkeiten)
 
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Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind Zahlreich.<ref name="Fehler"/>
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  <div class="heading">Seminare</div>
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'''Härteprüfung in Theorie und Praxis'''<br>
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'''06. + 07. März 2019'''<br>
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'''14. + 15. Mai 2019'''<br>
 +
'''18. + 19. Juni 2019'''<br>
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'''17. + 18. September 2019'''<br>
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'''29. + 30. Oktober 2019'''<br>
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'''26. + 27. November 2019'''<br>
  
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='''Grundsätzliches den Fehlermöglichkeiten'''=
 
  
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{| class="wikitable"
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|'''Mögliche Fehler'''
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|'''Was wars'''
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</div>
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'''Verlinkte Seiten'''
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|'''Standardfehler'''
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* '''[[Härteprüfung|Hauptseite Härteprüfung]]'''
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|'''Liste der Standardfehler<ref name="Fehler"/>'''
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* '''[[Hauptseite|Zur Hauptseite]]'''
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='''Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung'''=
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Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind zahlreich.<ref name="Fehler"/> Die nachfolgende Fehlersammlung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und wird immer weiter ergänzt.
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=='''Grundfehler'''==
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Nachfolgend einige der Grundsätzlichen Fehlermöglichkeiten die bei allen Härteprüfverfahren gemacht werden können.
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'''Typische Fehler, klassische Härteprüfverfahren<ref name="Fehler"/>'''
 
* Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen
 
* Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen
 
* Unkenntnis der gültigen Vorschriften
 
* Unkenntnis der gültigen Vorschriften
 
* Gefügeeinflüsse bei gleicher Härte
 
* Gefügeeinflüsse bei gleicher Härte
−
* falsches auflegen der Teile - Hohllage (Schüsselung) -
+
* falsches auflegen der Teile - Hohllage (Schüsselung)
 
* Spannfehler
 
* Spannfehler
 
* falsche Auflagevorrichtung
 
* falsche Auflagevorrichtung
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* zu grober / falscher Anschliff
 
* zu grober / falscher Anschliff
 
* Erwärmung durch Einbettung in Warmeinbettpresse
 
* Erwärmung durch Einbettung in Warmeinbettpresse
−
* „Korrekt“ kalibrierte Maschine
+
* „Korrekt“ kalibrierte Maschine, die falsch misst
 
* nicht korrigierte konvex-konkave Oberflächen „Korrekturwerte“
 
* nicht korrigierte konvex-konkave Oberflächen „Korrekturwerte“
 
* das falsche Härteprüfverfahren
 
* das falsche Härteprüfverfahren
 
* defekter Eindringkörper
 
* defekter Eindringkörper
 +
* nicht entfettete Oberflächen
 
* einfach keine Ahnung und munter drauflosprüfen  
 
* einfach keine Ahnung und munter drauflosprüfen  
  
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 +
 +
'''Typische Fehler, mobiler Härteprüfverfahren<ref name="Fehler"/>'''
 +
* alle vorgenannten Fehler
 +
* zu wenig Masse (Bauteilgewicht)
 +
* zu geringe Wandstärke
 +
* falsche Werkstoffwahl am Prüfgerät
 +
 +
=='''Detailierte Fehler nach Fehlerbild'''==
 +
==='''Streuende Härtewerte bei HV 10 Prüfung an Werkzeugstahl Bauteilen'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 
|-
 
|-
−
|Stark streuende Härtewerte bei einem 1.2601, X165CRMoV12  
+
|'''Streuende Härtewerte'''
 +
 
 +
Stark streuende Härtewerte bei hochlegierten Werkzeugstählen wie 1.2601, X165CRMoV12  
  
−
* soll 700-800 HV 10
+
* soll 650-800 HV 10
 
* ist  750-930 HV 10
 
* ist  750-930 HV 10
 
|'''Fehlermöglichkeiten<ref name="Fehler"/>'''
 
|'''Fehlermöglichkeiten<ref name="Fehler"/>'''
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* falsche Probenvorbereitung
 
* falsche Probenvorbereitung
  
−
'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
+
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 
* Unkenntnis des Werkstoffes und daraus falsches Prüfverfahren
 
* Unkenntnis des Werkstoffes und daraus falsches Prüfverfahren
 
* 1.2601, X165CRMoV12 kann je nach Umformgrad starke Karbidzeilen mit großen Karbiden aufweisen, wird jetzt sowohl in Karbidzeilen als auch dazwischen mit einer niedrigen Prüflast wie HV 10 geprüft, kommt es zu großen Schwankungen bei den geprüften Härtewerten. Die Karbidzeilen haben einen höheren Härtewert, als die zwischen den Zeilen liegende Matrix.
 
* 1.2601, X165CRMoV12 kann je nach Umformgrad starke Karbidzeilen mit großen Karbiden aufweisen, wird jetzt sowohl in Karbidzeilen als auch dazwischen mit einer niedrigen Prüflast wie HV 10 geprüft, kommt es zu großen Schwankungen bei den geprüften Härtewerten. Die Karbidzeilen haben einen höheren Härtewert, als die zwischen den Zeilen liegende Matrix.
−
[[Datei:X165CRMoV12-Zeilen.jpg|400px]]
+
[[Datei:X165CRMoV12-Zeilen.jpg|400px|center]]
  
−
'''Lösung'''
+
|'''Lösung'''
−
* höhere Prüflast wählen wenn möglich, z.B. HRC - HV 100, dann wird die Mischhärte geprüft
+
* höhere Prüflast wählen wenn möglich, z.B. HRC oder HV 100, mit dem größeren Härteeindruck wird dann wird die Mischhärte Matrix+Karbide geprüft
 +
|}
  
 +
==='''CHD Oberflächenhärte zu niedrig'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 
|-
 
|-
−
|CHD Oberflächenhärte zu gering ist 55 HRC
+
|'''CHD Oberflächenhärte zu niedrig'''
 +
 
 +
CHD Oberflächenhärte zu niedrig,<br>ist 55 HRC
  
 
Zeichnungsvorschrift
 
Zeichnungsvorschrift
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* durch falsches härten, Härte zu niedrig
 
* durch falsches härten, Härte zu niedrig
 
* durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
 
* durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
−
* zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim aufkohlen
+
* zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
 
* falsche Abkühlung (Abschrecken)   
 
* falsche Abkühlung (Abschrecken)   
 
* falsches Prüfverfahren  
 
* falsches Prüfverfahren  
 
* falsche Probenvorbereitung
 
* falsche Probenvorbereitung
  
−
'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
+
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 
* Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen und der gültigen Vorschriften
 
* Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen und der gültigen Vorschriften
−
* falsches Prüfverfahren laut DIN ISO 15787<ref name="DIN ISO 15787 "/>, sind bei einer Härtetiefe von 0,6 mm und 58 HRC = 650 HV, folgende Prüfverfahren zu wählen HV 50 oder HRA
+
* falsches Prüfverfahren laut DIN ISO 15787<ref name="DIN ISO 15787 "/>, sind bei einer Härtetiefe von 0,6 mm und 58 HRC = 650 HV, folgende Prüfverfahren zu wählen HV 50 oder HRA. <br>Bei zu hoher Prüflast bricht die Härtezone ein (Eierschaleneffekt) und er geprüfte Härtewert erscheint zu niedrig. Liegt das Bauteil an der oberen Toleranzgrenze wird die HRC Härte stimmen, da ab 0,8mm CHD mit >60HRC, HRC als Prüfverfahren zulässig ist.
  
−
Bei zu hoher Prüflast bricht die Härtezone ein (Eierschaleneffekt) und er geprüfte Härtewert erscheint zu niedrig.
+
|'''Lösung'''
 +
* normgerechte Prüflast nach DIN ISO 15787 <ref name="DIN ISO 15787 "/>wählen
 +
* HRA oder HV 50 wählen
 +
|-
 +
|'''CHD Oberflächenhärte zu niedrig'''
  
−
'''Lösung'''
+
CHD Oberflächenhärte zu niedrig<br>ist 650 HV 10
−
* normgerechte Prüflast wählen
 
−
|-
 
−
|CHD Oberflächenhärte zu gering ist 650 HV 10
 
  
 
Zeichnungsvorschrift
 
Zeichnungsvorschrift
 
* CHD 0,3 + 0,2mm
 
* CHD 0,3 + 0,2mm
 
* 680 + 150 HV 10
 
* 680 + 150 HV 10
−
|'''Fehlermöglichkeiten'''
+
|'''Fehlermöglichkeiten'''<ref name="Fehler"/>
−
* alle wie im vorstehenden Beispiel möglich
+
* durch falsches härten, Härte zu niedrig
 +
* durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
 +
* zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
 +
* falsche Abkühlung (Abschrecken) 
 +
* falsches Prüfverfahren
 +
* falsche Probenvorbereitung
  
−
'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
+
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 
* falscher Anschliff der Probe
 
* falscher Anschliff der Probe
 
* beim Einsatzhärten entsteht üblicherweise eine Randoxydation, wird diese nicht einwandfrei beim anschleifen entfernt, befindet sich an der Oberfläche eine leicht schwammige poröse Zone, wird hierin die Härte geprüft erscheint der Härtewert deutlich zu niedrig.  
 
* beim Einsatzhärten entsteht üblicherweise eine Randoxydation, wird diese nicht einwandfrei beim anschleifen entfernt, befindet sich an der Oberfläche eine leicht schwammige poröse Zone, wird hierin die Härte geprüft erscheint der Härtewert deutlich zu niedrig.  
 
* erkennen kann man diesen Fehler relativ einfach, ist der Härteeindruck wie im Bild rechts unscharf und schwammig und nicht wie links scharf und klar, ist der Anschliff nicht i.O.
 
* erkennen kann man diesen Fehler relativ einfach, ist der Härteeindruck wie im Bild rechts unscharf und schwammig und nicht wie links scharf und klar, ist der Anschliff nicht i.O.
−
[[Datei:HV10-Anschliff.jpg|800px]]
+
[[Datei:HV10-Anschliff.jpg|400px|center]]
 +
[[Datei:Randoxydation-1.jpg|300px|center]]  
  
−
'''Lösung'''
+
|'''Lösung'''
 
* richtiger Anschliff
 
* richtiger Anschliff
 +
'''Hinweis'''
 +
* Zu schwaches anschleifen, nach dem Härten, ist einer der häufigsten Fehler in der Härteprüfung. Wird das Bauteil zu weich geprüft ist das nicht weiter schlimm, denn es wird nicht verwendet und evtl. verschrottet. Dies ist nur ein wirtschaftlicher Schaden.
 +
* Wird jedoch ein zu hartes Bauteil durch den falschen Anschliff als i.O. Teil deklariert, kann dies zu einem späteren Versagen im Einsatz führen und das kann dann ein kapitaler Schaden werden.
 +
|}
 +
 +
==='''Härte i.O., Bauteil versagt'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
 +
|'''Härte i.O., Bauteil versagt'''
 +
 +
Bauteil vergütet
 +
 +
Zeichnungsvorschrift
 +
* 34 CrMo 4 +QT - 1.7220 +QT
 +
* Rm 750 – 900 MPa
 +
* 220-260  HB 5/750
 +
 +
Bauteil versagt im Einsatz bei richtiger Härte
 +
|'''Fehlermöglichkeiten'''<ref name="Fehler"/>
 +
* falsche Vergütung
 +
* falsch geprüft Härtewerte
 +
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/> <ref name="Zerstörungsfreie " />'''
 +
* falsche Wärmebehandlung, Bauteil wurde nicht vergütet, sondern vermutlich aus der Schmiedehitze abgekühlt
 +
* Härteprüfung kann solche Fehler nicht finden, es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben
 +
 +
[[Datei:Vergütet-1.7220-1.jpg|250px]] [[Datei:Vergütet-1.7220-2.jpg|250px]]
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 +
|'''Lösung'''
 +
* richtig Prüfen, vergütete Bauteile sollten neben der HB Prüfung, mindestens mit einem [[Metallographie|'''metallographischen''']] Schliff auf die korrekte Gefügeausbildung geprüft werden
 +
* evtl. Zerstörungsfreies Prüfverfahren wie unter<ref name="Zerstörungsfreie " /> beschrieben einsetzen
 +
|}
 +
 +
==='''Falscher HRC Wert'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
 +
|'''Falscher HRC Wert'''
 +
 +
Soll = 58+4 HRC
 +
Ist = 56 HRC
 +
 +
Härteprüfmaschine
 +
* a. misst zu zu niedrige Härtewerte
 +
* b. misst korrekt
 +
|'''Fehlermöglichkeiten'''<ref name="Fehler"/>
 +
* Maschine falsch kalibriert
 +
* Vorlast falsch
 +
* Hauptprüflast falsch
 +
* Diamant defekt
 +
* Probenauflage falsch
 +
* Spindel defekt
 +
* falsch kalibrierte Härtevergleichsplatte ('''CRM''' = Certified Reference Material)
 +
* unbekannt
 +
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
 +
* eine Abweichung der Härteprüfmaschine
 +
 +
Eine Überprüfung mit '''Härtevergleichsplatten ''' kann folgende Ergebnisse ergeben
 +
 +
[[Datei:Kalibration-1.jpg|280px]] [[Datei:Kalibration-2.jpg|280px]]
 +
 +
Wird eine Rockwellhärteprüfmaschine überprüft, müssen immer mind. 2 Härtevergleichsplatten und zwar eine Weiche und eine Harte, zum Einsatz kommen. Nur so können die typischen Fehler einer Rockwellhärteprüfmaschine, die Linearitäts- oder die  Parallelitätsverschiebung, festgestellt werden
 +
* im ersten Beispiel handelt es sich um eine Linearitätsverschiebung, '''keine''' systematische Abweichung der Härteprüfmaschine
 +
** hier hat der Anwender keine sichere Möglichkeit der Korrektur, er weis nicht wo der Drehpunkt der Linearitätsverschiebung ist und kann mit einer Korrektur genau in die falsche Richtung Arbeiten
 +
* im zweiten Beispiel handelt es sich um eine Parallelitätsverschiebung '''eine''' systematische Abweichung der Härteprüfmaschine um -3 HRC
 +
** dies ist eine systematische Abweichungen einer Härteprüfmaschine diese darf korrigiert werden, in unserem Beispiel ist der HRC Wert um 3 HRC zu niedrig und darf nun um diese 3 HRC angehoben werden
 +
* es muss überprüft werden ob der Prüfdiamant beschädigt, die Teileauflage n.i.O. ist oder die Spindel beschädigt ist, ist alles i.O.?
 +
 +
 +
|'''Lösung'''
 +
 +
In beiden Fällen, wenn der Fehler nicht gefunden wird, ist unbedingt eine Wartung, Justage und Neukalibrierung der Prüfmaschine durchzuführen.
 +
 +
|}
 +
 +
==='''Härtewerte + Wiederholgenauigkeit bei Prüfung auf Härtevergleichsplatte nicht i.O.'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:20%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:30%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 
|-
 
|-
 +
|'''Wiederholgenauigkeit bei HRC Pürfung nicht i.O.'''
 +
Wiederholgenauigkeit der HRC Werte auf Härtevergleichsplatte > 1 HRC bei 60,4 HRC
 +
|'''Fehlermöglichkeiten'''<ref name="Fehler"/>
 +
* Diamant defekt
 +
* Probenauflage falsch
 +
* Spindel defekt
 +
* unbekannt
 +
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
 +
* defekter Prüfdiamant
 +
** im nachfolgenden Bild ist die Beschädigung wiedergegeben
 +
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[[Datei:HRC-Diamant-1.jpg|400px|center]]
 +
 +
'''Was tun?<ref name="Fehler"/>'''
 +
 +
* Maschine in allen Funktionen Prüfen
 +
** Probenauflage
 +
** Spindel
 +
** Diamant prüfen
 +
*** Diamant unter Lupe kontrollieren um Beschädigungen zu finden
 +
*** Härteeindruck in weicher Probe setzen und den Eindruck im Mokroskop kontrollieren um Beschädigungen zu finden
 +
**** ist Diamant defekt wechseln
 +
* nach Überprüfung jeder Funktion einzeln Prüfen ob die Streuung bleibt
 +
 +
|'''Lösung'''
 +
 +
* Diamant wechseln
 +
** ist die Wiederholgenauigkeit nach dem Diamantwechsel i.O, war der Diamant die Ursache
 +
 +
|-
 +
|'''Streuende Härtewerte und Wiederholgenauigkeit bei UCI Härteprüfung nicht i.O.'''
 +
Bei einem UCI Härteprüfgerät, stimmt die Wiederholgenauigkeit nicht und auch die Kalibration ist schwierig durchzuführen, ständig ändern sich die Werte. Mal stimmt das Gerät, mal stimmt es nicht.
 +
|'''Fehlermöglichkeiten'''<ref name="Fehler"/>
 +
* Diamant defekt
 +
* Auflage Härtevergleichsplatte falsch
 +
* falsche Härtevergleichsplatte, für UCI müssen besondere Härtevergleichsplatten eingesetzt werden
 +
* Diamant defekt
 +
* ungeübter Prüfer, der noch Erfahrung braucht
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
 +
* defekter Prüfdiamant
 +
** im nachfolgenden Bild ist die Beschädigung wiedergegeben
 +
 +
[[Datei:HV-Diamant-beschädigt-1.jpg|200px|center]]
 +
|'''Lösung'''
 +
* Prüfdiamant wechseln lassen
 +
* bei portable Härteprüfgeräten ist die Feststellung ob der Diamant defekt ist schwer zu treffen, da der Prüfer den Härteeindruck bei der Prüfung nicht beurteilt.
 +
** wird in Härteeindruck in einer weichen Probe gesetzt, kann dieser anschließend unter einem Mikroskop wie ein Negativ beurteilt werden. Ist der Prüfdiamant beschädigt ist dies leicht zu erkennen.
 +
|}
 +
 +
==='''CHD im Schliff geprüft stimmt nicht'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
 +
|'''CHD im Schliff geprüft stimmt nicht'''
 +
*Zeichnungsvorschrift
 +
** CHD 1,3 + 0,4 mm
 +
** 58+4 HRC
 +
*gemessene CHD Werte am Bauteil
 +
** CHD 1,1 mm
 +
** CHD 1,4 mm
 +
|'''Fehlermöglichkeiten<ref name="Fehler"/>'''
 +
* durch falsches härten, Härtetiefe zu niedrig oder zu hoch
 +
* durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig, dadurch CHD zu niedrig
 +
* zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
 +
* falsche Abkühlung (Abschrecken) 
 +
* falsches Prüfverfahren
 +
* falsche Probenvorbereitung
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
*gemessene CHD Werte am Bauteil
 +
** CHD 1,1 mm im angelassenen Bereich
 +
** CHD 1,4 mm im neu gehärteten Bereich
 +
 +
* falsches trennen der Probe
 +
** falsche Wahl der Trennscheibe, eine zu harte Trennscheibe führt beim trennen zur Erwärmung die entweder eine hohes Anlassen oder eine neue Härtung erzeugen kann.<br> Grundregel bei der Wahl der Trennscheibe-
 +
*** hartes Material weiche Trennscheibe
 +
*** weiches Material harte Trennscheibe
 +
* falsches trennen von Probematerial ist einer der häufigsten Fehler bei der Präparation von Schliffen. Dass nachfolgende Bild zeigt einen Trennfehler im Querschliff
 +
[[Datei:Trennfehler-3.jpg|500px|center]]
 +
|'''Lösung'''
 +
* Wahl der richtigen Trennscheibe
 +
* nach dem Trennen Probe Überprüfen ob Erwärmungen zu sehen sind
 +
* nach dem Auswerten der Probe grundsätzlich die Probe anätzen um zu sehen ob das Schliffbild in Ordnung ist.<br> Es dürfen keine Schattierungen oder andere Ätzeffekte, wie im Bild auftreten.
 +
* eine gute Trennscheibe für hartes Material, kann keine sehr hohen Standzeiten haben. Hohe Standzeit und gute Trenneigenschaften bei harten Werkstoffen sind ein Wiederspruch.
 +
|}
 +
 +
==='''Härtewerte mit LEEB Härteprüfer stimmen nicht'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
 +
|An Stahlblechteilen, dicke 6mm, soll die HB Härte mittels LEEB Härteprüfung, Schlaggerät "D", ermittelt werden
 +
* Sollwert 400 + 100 HBW 10/3000
 +
* Istwert 290-310 HB aus LEEB umgewertet
 +
|'''Fehlermöglichkeiten<ref name="Fehler"/>'''
 +
* Gerät stimmt nicht
 +
* Gerät falsch kalibriert
 +
* falsches Schlaggerät
 +
* mindest Probengewicht stimmt nicht
 +
* mindest Probendicke stimmt nicht
 +
* Rautiefe des Anschliffes zu grob
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
* mindest Probendicke stimmt nicht
 +
** Probendicke ist mit mind. 15 mm vorgeschrieben, das Blechteil hatte aber nur 6 mm dicke.
 +
|'''Lösung'''
 +
* anderes Härteprüfverfahren wählen, LEEB ist hier als Prüfverfahren nicht geeignet.
 +
|}
 +
 +
==='''Nitriertes Bauteil aus 1.2344, Oberflächenhärtewerte bei UCI HV 10 ständig zu niedrig'''===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
 +
|Bauteil aus Warmarbeitsstahl 1.2343, weist mit UCI Gerät nach dem Nitrieren immer wieder zu niedrige Härtewerte auf. Nach dem nitrieren wird das Bauteil geschliffen.
 +
* soll >1000 HV 10
 +
 +
* gemessen 850-880 HV 10
 +
|'''Fehlermöglichkeiten<ref name="Fehler"/>'''
 +
* Härte am Bauteil stimmt nicht
 +
* keine Verbindungsschicht (CLT) vorhanden, hierdurch zu niedrige Härte
 +
* Verbindungsschicht abgeschliffen
 +
* falscher Werkstoff
 +
* Prüfgerät defekt
 +
* Prüfdiamant beschädigt
 +
* Gerät falsch kalibriert
 +
|'''Was war's?<ref name="Fehler"/>'''
 +
* das Prüfgerät war falsch kalibriert
 +
 +
* nach richtiger Kalibrierung lagen die Härtewerte >1000 HV 10
 +
|'''Lösung'''
 +
Das Ergebnis der UCI Härteprüfung hängt in starken Maße von der Schallgeschwindigkeit des Werkstoffes ab. Einige Werkstoffe haben nach dem nitrieren in der Verbindungsschicht eine deutlich andere Schallgeschwindigkeit als die zur Kalibrierung verwendete Härtevergleichsplatte. Somit muss der Anwender für jede Werkstoffkombination nach dem nitrieren, entsprechend nitrierte und bearbeitete Härtevergleichsplatten für die entsprechenden Werkstoffe zum kalibrieren zur Verfügung haben. Diese Härtevergleichsplatten muss der Anwender selbst erstellen und mit klassischer HV Prüfung kalibrieren.
 +
|}
 +
 +
===Noch zu ergänzen===
 +
{| class="wikitable"
 +
|-class="hintergrundfarbe9"
 +
! style="width:17%" |'''Fehler''' !! style="width:25%" | '''Fehlermöglichkeit''' !! style="width:33%" | '''Was wars''' !! style="width:25%" | '''Lösung'''
 +
|-
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Zeile 107: Zeile 399:
 
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Zeile 113: Zeile 404:
 
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Zeile 119: Zeile 409:
 
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<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>
 
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<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>
 
<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>
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<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>
 
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Aktuelle Version vom 17. März 2019, 09:56 Uhr

Seminare

Ich biete zu diesem Thema das Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis an.
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Härteprüfung in Theorie und Praxis
06. + 07. März 2019
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Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung

Wie bei allen Prüfverfahren kann auch bei der Härteprüfung vieles falsch gemacht werden, die Fehlermöglichkeiten sind zahlreich.[1] Die nachfolgende Fehlersammlung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und wird immer weiter ergänzt.

Grundfehler

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

Typische Fehler, klassische Härteprüfverfahren[1]

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


Typische Fehler, mobiler Härteprüfverfahren[1]

  • alle vorgenannten Fehler
  • zu wenig Masse (Bauteilgewicht)
  • zu geringe Wandstärke
  • falsche Werkstoffwahl am Prüfgerät

Detailierte Fehler nach Fehlerbild

Streuende Härtewerte bei HV 10 Prüfung an Werkzeugstahl Bauteilen

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Streuende Härtewerte

Stark streuende Härtewerte bei hochlegierten Werkzeugstählen wie 1.2601, X165CRMoV12

  • soll 650-800 HV 10
  • ist 750-930 HV 10
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • durch falsches härten, streuende Härtewerte
  • falsche Abkühlung (Abschrecken), Weichfleckigkeit
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
 Was war's?[1]
  • Unkenntnis des Werkstoffes und daraus falsches Prüfverfahren
  • 1.2601, X165CRMoV12 kann je nach Umformgrad starke Karbidzeilen mit großen Karbiden aufweisen, wird jetzt sowohl in Karbidzeilen als auch dazwischen mit einer niedrigen Prüflast wie HV 10 geprüft, kommt es zu großen Schwankungen bei den geprüften Härtewerten. Die Karbidzeilen haben einen höheren Härtewert, als die zwischen den Zeilen liegende Matrix.
X165CRMoV12-Zeilen.jpg
 Lösung
  • höhere Prüflast wählen wenn möglich, z.B. HRC oder HV 100, mit dem größeren Härteeindruck wird dann wird die Mischhärte Matrix+Karbide geprüft

CHD Oberflächenhärte zu niedrig

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
CHD Oberflächenhärte zu niedrig

CHD Oberflächenhärte zu niedrig,
ist 55 HRC

Zeichnungsvorschrift

  • CHD 0,6 + 0,3mm
  • 58+4 HRC
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • durch falsches härten, Härte zu niedrig
  • durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
  • zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
  • falsche Abkühlung (Abschrecken)
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
 Was war's?[1]
  • Unkenntnis der Prüfverfahren / Normen und der gültigen Vorschriften
  • falsches Prüfverfahren laut DIN ISO 15787[2], sind bei einer Härtetiefe von 0,6 mm und 58 HRC = 650 HV, folgende Prüfverfahren zu wählen HV 50 oder HRA.
    Bei zu hoher Prüflast bricht die Härtezone ein (Eierschaleneffekt) und er geprüfte Härtewert erscheint zu niedrig. Liegt das Bauteil an der oberen Toleranzgrenze wird die HRC Härte stimmen, da ab 0,8mm CHD mit >60HRC, HRC als Prüfverfahren zulässig ist.
 Lösung
  • normgerechte Prüflast nach DIN ISO 15787 [2]wählen
  • HRA oder HV 50 wählen
CHD Oberflächenhärte zu niedrig

CHD Oberflächenhärte zu niedrig
ist 650 HV 10

Zeichnungsvorschrift

  • CHD 0,3 + 0,2mm
  • 680 + 150 HV 10
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • durch falsches härten, Härte zu niedrig
  • durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig
  • zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
  • falsche Abkühlung (Abschrecken)
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
 Was war's?[1]
  • falscher Anschliff der Probe
  • beim Einsatzhärten entsteht üblicherweise eine Randoxydation, wird diese nicht einwandfrei beim anschleifen entfernt, befindet sich an der Oberfläche eine leicht schwammige poröse Zone, wird hierin die Härte geprüft erscheint der Härtewert deutlich zu niedrig.
  • erkennen kann man diesen Fehler relativ einfach, ist der Härteeindruck wie im Bild rechts unscharf und schwammig und nicht wie links scharf und klar, ist der Anschliff nicht i.O.
HV10-Anschliff.jpg
Randoxydation-1.jpg
 Lösung
  • richtiger Anschliff

Hinweis

  • Zu schwaches anschleifen, nach dem Härten, ist einer der häufigsten Fehler in der Härteprüfung. Wird das Bauteil zu weich geprüft ist das nicht weiter schlimm, denn es wird nicht verwendet und evtl. verschrottet. Dies ist nur ein wirtschaftlicher Schaden.
  • Wird jedoch ein zu hartes Bauteil durch den falschen Anschliff als i.O. Teil deklariert, kann dies zu einem späteren Versagen im Einsatz führen und das kann dann ein kapitaler Schaden werden.

Härte i.O., Bauteil versagt

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Härte i.O., Bauteil versagt

Bauteil vergütet

Zeichnungsvorschrift

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

Bauteil versagt im Einsatz bei richtiger Härte

Fehlermöglichkeiten[1]
  • falsche Vergütung
  • falsch geprüft Härtewerte
 Was war's?[1] [3]
  • falsche Wärmebehandlung, Bauteil wurde nicht vergütet, sondern vermutlich aus der Schmiedehitze abgekühlt
  • Härteprüfung kann solche Fehler nicht finden, es gibt verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen Härtewert aufweisen können und unterschiedlichen Gefügestrukturen haben

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

Lösung
  • richtig Prüfen, vergütete Bauteile sollten neben der HB Prüfung, mindestens mit einem metallographischen Schliff auf die korrekte Gefügeausbildung geprüft werden
  • evtl. Zerstörungsfreies Prüfverfahren wie unter[3] beschrieben einsetzen

Falscher HRC Wert

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Falscher HRC Wert

Soll = 58+4 HRC Ist = 56 HRC

Härteprüfmaschine

  • a. misst zu zu niedrige Härtewerte
  • b. misst korrekt
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • Maschine falsch kalibriert
  • Vorlast falsch
  • Hauptprüflast falsch
  • Diamant defekt
  • Probenauflage falsch
  • Spindel defekt
  • falsch kalibrierte Härtevergleichsplatte (CRM = Certified Reference Material)
  • unbekannt
 Was war's?[1]
  • eine Abweichung der Härteprüfmaschine

Eine Überprüfung mit Härtevergleichsplatten kann folgende Ergebnisse ergeben

Kalibration-1.jpg Kalibration-2.jpg

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

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


 Lösung

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

Härtewerte + Wiederholgenauigkeit bei Prüfung auf Härtevergleichsplatte nicht i.O.

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Wiederholgenauigkeit bei HRC Pürfung nicht i.O.

Wiederholgenauigkeit der HRC Werte auf Härtevergleichsplatte > 1 HRC bei 60,4 HRC

Fehlermöglichkeiten[1]
  • Diamant defekt
  • Probenauflage falsch
  • Spindel defekt
  • unbekannt
 Was war's?[1]
  • defekter Prüfdiamant
    • im nachfolgenden Bild ist die Beschädigung wiedergegeben
HRC-Diamant-1.jpg

Was tun?[1]

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

Bei einem UCI Härteprüfgerät, stimmt die Wiederholgenauigkeit nicht und auch die Kalibration ist schwierig durchzuführen, ständig ändern sich die Werte. Mal stimmt das Gerät, mal stimmt es nicht.

Fehlermöglichkeiten[1]
  • Diamant defekt
  • Auflage Härtevergleichsplatte falsch
  • falsche Härtevergleichsplatte, für UCI müssen besondere Härtevergleichsplatten eingesetzt werden
  • Diamant defekt
  • ungeübter Prüfer, der noch Erfahrung braucht
 Was war's?[1]
  • defekter Prüfdiamant
    • im nachfolgenden Bild ist die Beschädigung wiedergegeben
HV-Diamant-beschädigt-1.jpg
 Lösung
  • Prüfdiamant wechseln lassen
  • bei portable Härteprüfgeräten ist die Feststellung ob der Diamant defekt ist schwer zu treffen, da der Prüfer den Härteeindruck bei der Prüfung nicht beurteilt.
    • wird in Härteeindruck in einer weichen Probe gesetzt, kann dieser anschließend unter einem Mikroskop wie ein Negativ beurteilt werden. Ist der Prüfdiamant beschädigt ist dies leicht zu erkennen.

CHD im Schliff geprüft stimmt nicht

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
CHD im Schliff geprüft stimmt nicht
  • Zeichnungsvorschrift
    • CHD 1,3 + 0,4 mm
    • 58+4 HRC
  • gemessene CHD Werte am Bauteil
    • CHD 1,1 mm
    • CHD 1,4 mm
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • durch falsches härten, Härtetiefe zu niedrig oder zu hoch
  • durch zu hohes anlassen, Härte zu niedrig, dadurch CHD zu niedrig
  • zu niedriger Kohlenstoffgehalt beim Aufkohlen
  • falsche Abkühlung (Abschrecken)
  • falsches Prüfverfahren
  • falsche Probenvorbereitung
 Was war's?[1]
  • gemessene CHD Werte am Bauteil
    • CHD 1,1 mm im angelassenen Bereich
    • CHD 1,4 mm im neu gehärteten Bereich
  • falsches trennen der Probe
    • falsche Wahl der Trennscheibe, eine zu harte Trennscheibe führt beim trennen zur Erwärmung die entweder eine hohes Anlassen oder eine neue Härtung erzeugen kann.
      Grundregel bei der Wahl der Trennscheibe-
      • hartes Material weiche Trennscheibe
      • weiches Material harte Trennscheibe
  • falsches trennen von Probematerial ist einer der häufigsten Fehler bei der Präparation von Schliffen. Dass nachfolgende Bild zeigt einen Trennfehler im Querschliff
Trennfehler-3.jpg
 Lösung
  • Wahl der richtigen Trennscheibe
  • nach dem Trennen Probe Überprüfen ob Erwärmungen zu sehen sind
  • nach dem Auswerten der Probe grundsätzlich die Probe anätzen um zu sehen ob das Schliffbild in Ordnung ist.
    Es dürfen keine Schattierungen oder andere Ätzeffekte, wie im Bild auftreten.
  • eine gute Trennscheibe für hartes Material, kann keine sehr hohen Standzeiten haben. Hohe Standzeit und gute Trenneigenschaften bei harten Werkstoffen sind ein Wiederspruch.

Härtewerte mit LEEB Härteprüfer stimmen nicht

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
An Stahlblechteilen, dicke 6mm, soll die HB Härte mittels LEEB Härteprüfung, Schlaggerät "D", ermittelt werden
  • Sollwert 400 + 100 HBW 10/3000
  • Istwert 290-310 HB aus LEEB umgewertet
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • Gerät stimmt nicht
  • Gerät falsch kalibriert
  • falsches Schlaggerät
  • mindest Probengewicht stimmt nicht
  • mindest Probendicke stimmt nicht
  • Rautiefe des Anschliffes zu grob
 Was war's?[1]
  • mindest Probendicke stimmt nicht
    • Probendicke ist mit mind. 15 mm vorgeschrieben, das Blechteil hatte aber nur 6 mm dicke.
 Lösung
  • anderes Härteprüfverfahren wählen, LEEB ist hier als Prüfverfahren nicht geeignet.

Nitriertes Bauteil aus 1.2344, Oberflächenhärtewerte bei UCI HV 10 ständig zu niedrig

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung
Bauteil aus Warmarbeitsstahl 1.2343, weist mit UCI Gerät nach dem Nitrieren immer wieder zu niedrige Härtewerte auf. Nach dem nitrieren wird das Bauteil geschliffen.
  • soll >1000 HV 10
  • gemessen 850-880 HV 10
 Fehlermöglichkeiten[1]
  • Härte am Bauteil stimmt nicht
  • keine Verbindungsschicht (CLT) vorhanden, hierdurch zu niedrige Härte
  • Verbindungsschicht abgeschliffen
  • falscher Werkstoff
  • Prüfgerät defekt
  • Prüfdiamant beschädigt
  • Gerät falsch kalibriert
 Was war's?[1]
  • das Prüfgerät war falsch kalibriert
  • nach richtiger Kalibrierung lagen die Härtewerte >1000 HV 10
 Lösung

Das Ergebnis der UCI Härteprüfung hängt in starken Maße von der Schallgeschwindigkeit des Werkstoffes ab. Einige Werkstoffe haben nach dem nitrieren in der Verbindungsschicht eine deutlich andere Schallgeschwindigkeit als die zur Kalibrierung verwendete Härtevergleichsplatte. Somit muss der Anwender für jede Werkstoffkombination nach dem nitrieren, entsprechend nitrierte und bearbeitete Härtevergleichsplatten für die entsprechenden Werkstoffe zum kalibrieren zur Verfügung haben. Diese Härtevergleichsplatten muss der Anwender selbst erstellen und mit klassischer HV Prüfung kalibrieren.

Noch zu ergänzen

Fehler Fehlermöglichkeit Was wars Lösung

Einzelnachweise

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

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 1,21 1,22 1,23 1,24 Arnold Horsch, Vortrag, Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung, Seminar Härteprüfung in Theorie und Praxis, Arnold Horsch e.K., Remscheid
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 DIN ISO 15787 Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben, Beuth Verlag Gmbh, Berlin
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Arnold Horsch, Zerstörungsfreie Härte-/Gefügeprüfung wärmebehandelter Massenteile mit magnetinduktiven Verfahren, Vortrag Härtereikongess, Köln, 2015
Abgerufen von „http://wiki.arnold-horsch.de/index.php?title=Fehlermöglichkeiten_bei_der_Härteprüfung&oldid=5310“