Prüfung wärmebehandelter Bauteile

Aufgrund der Vielzahl der Wärmebehandlungsverfahren (Bild 1) kann nicht ein Verfahren als Standardprüfverfahren definiert werden. Für die Überprüfung wärmebehandelter Bauteile werden in der täglichen Praxis nicht alle Werkstoffprüfverfahren eingesetzt. In der nachfolgenden Grafik (Bild 2) ist einmal die durchschnittliche Verteilung der eingesetzten Prüfverfahren in Härtereien wiedergegeben, natürlich kann sich in einzelnen Wärmebehandlungsbetrieben der Einsatz der Verfahren deutlich unterscheiden. Aber wir sehen das zwei Verfahren am meisten eingesetzt werden und dies sind die Härteprüfung und die metallographischen Untersuchungen, oft besteht die Prüfung auch aus einer Kombination beider Prüfmethoden z.B. Härtetiefenbestimmung. Jedoch dürfen auch die anderen Prüfmethoden wie z.B. der Zugversuch zur Prüfung vergüteter Bauteile / Verbindungselemente nicht vergessen werden.

Bild 1	Bild 2

Wie wird aber jetzt ein wärmebehandeltes Bauteil korrekt geprüft. Nun, erst einmal ist eine korrekte Zeichnungs- oder Prüfvorschrift erforderlich. Dann müssen alle mitgeltenden Vorschriften bekannt sein, wie Normen, Werksnormen, Werkstoffdaten, Kundenvorschriften usw.. Dann sollte der Prüfer natürlich Wissen welche Wärmebehandlung durchgeführt wurde, es ist nicht Zielführend wenn die Oberflächenhärte geprüft werden soll und der Prüfer weis nicht das die Teile z.B. Einsatzgehärtet sind. Die für die Überprüfung erforderlichen Prüfverfahren und Geräte sollte im Betrieb vorhanden sein.

Prüfung gehärteter Bauteile

Die Prüfung gehärteter Bauteile ist eine einfache Prüfung auf Rockwell - Brinell - Vickershärte. Zu unterscheiden ist die Prüfung der Oberflächenhärte oder der Kernhärte. Üblicherweise wird die Prüfung gehärteter Bauteile immer aus mind. einem Prüfschritt bestehen, der Prüfung der Härte entsprechend der Vorschrift. Weitere Prüfungen können z.B. metallographische Untersuchungen zur Bestimmung der Gefügezusammensetzung, Randentkohlung usw. sein..

Oberflächenhärte	Prüfung an der Oberfläche, an der in der Zeichnung gekennzeichneten Stelle. Ist in der Zeichnung keine Prüfstelle vorgegeben, steht dem Prüfer die Prüfstelle frei, er sollte in diesem Falle eine Repräsentative Prüfstelle auswählen.	Die Oberflächenhärte muss als Vickershärte in Übereinstimmung mit ISO 6507-1 Brinellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6506-1 Rockwellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6508-1 angegeben werden. In den Fällen, in denen die Teile im wärmebehandelten Zustand an der Oberfläche Bereiche mit unterschiedlicher Härte aufweisen müssen, sind mehrere Prüfstellen erforderlich (siehe Abschnitt 5 der ISO 15787).
Kernhärte	Prüfung im Kern des Bauteiles. Zur Prüfung der Kernhärte ist die Zerstörung des Bauteiles unumgänglich.	Die Kernhärte ist in die Zeichnung einzutragen, wenn dies notwendig und ihre Prüfung vorgeschrieben ist. Die Kernhärte muss als Vickershärte in Übereinstimmung mit ISO 6507-1, Brinellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6506-1 Rockwellhärte (Verfahren B und C) in Übereinstimmung mit ISO 6508-1 angegeben werden. Der Begriff Kern (Kernhärte) beschreibt in der Werkstoffprüfung nicht unbedingt die Mitte des Bauteiles. In einzelnen Produktnormen sind als Kernfestigkeitsbereiche definierte Abstände von der Oberfläche gemeint, z.B. DIN EN 10083-1 Vergütungsstähle, Allgemeine technische Lieferbedingungen.	Keine Angabe ob die Oberflächenhärte oder die Kernhärte geprüft werden soll. Üblicherweise wird die Oberflächenhärte geprüft, hat der Konstrukteur jedoch mit den Daten einer Produktnorm gerechnet kann das falsch sein.

Prüfung Oberflächen gehärteter Bauteile

Bei der Prüfung Oberflächengehärteter Bauteile, wird die Prüfung immer aus mind. zwei Prüfschritten bestehen und zwar Prüfung der Oberflächenhärte und Bestimmung der Härtetiefe entsprechend der Vorschrift. Weitere Prüfungen können Prüfung der Kernhärte und metallographische Untersuchungen zur Bestimmung der CLT und der Gefügezusammensetzung sein.

Nachfogend die wichtigsten Begriffe der Prüfung kurz erläutert.

Kurzzeichen	Beschreibung	Description E
Härtetiefe	Senkrechter Abstand von der Oberfläche eines Werkstückes bis zu dem Punkt, an dem die Härte einem bestimmten, zweckentsprechend festgelegten Wert entspricht.
Grenzhärte	ist die Härte die einem bestimmten, zweckentsprechend festgelegten Wert für das entsprechende Randhärteverfahren entspricht. Diese Bezeichnung gibt es nur im deutschen, die internationalen Normen enthalten dieses Wort nicht.
CHD	Einsatzhärtungs-Härtetiefe	Case hardening depth
CD	Aufkohlungstiefe	Carburization depth
CLT	Verbindungsschichtdicke	Compound layer thickness
FHD	Schmelzhärtungs-Härtetiefe	Fusion hardness depth
NHD	Nitrier-Härtetiefe	Nitriding hardness depth
SHD	Einhärtungs-Härtetiefe (Synonym: Randschichthärtungs-Härtetiefe)	Surface hardening depth

Prüfung einsatzgehärteter Bauteile

Geprüft werden einsatzgehärtete Teile nach verschiedenen Normen. Die Prüfung wird in zwei Prüfschritte unterteilt, Prüfung der Oberflächenhärte und die Bestimmung der Einsatzhärtungstiefe CHD entsprechend der Vorschrift. Weitere Prüfungen können, Prüfung der Kernhärte und metallographische Untersuchungen zur Bestimmung der Gefügezusammensetzung sein.

An dieser Stelle wird es interessant, in der DIN EN ISO 2639 ist klar geregelt, dass die CHD nach dem Härten und vor dem anlassen zu Prüfen ist, die in der Norm geforderte Kernhärte muss jedoch nach dem Anlassen geprüft werden. Nun meinen die meisten Konstrukteure vermutlicherweise die CHD am Fertigteil, aber das ist so eine Sache mit dem vermuten, man weis es als Prüfer eben nicht was wirklich gefordert wird. Hier gibt es eine ganz einfache Regelung, hat der Anwender keine genaue Angabe gemacht gilt die Normregelung.

Einsatzhärtungstiefe

CHD

DIN EN ISO 2639 DIN EN ISO 4507

Senkrechter Abstand von der Oberfläche bis zu der Schicht, die eine Härte von 550HV1 nach ISO 6507-T.1 oder eine aquivalänte Knoop Härte nach ISO 4545 aufweist. Senkrechter Abstand von der Oberfläche bis zu der Schicht, die eine Härte von 550HV0,1 nach ISO 6507-T.1 oder eine aquivalänte Knoop Härte nach ISO 4545 aufweist.

Prüfung Oberflächengehärteter Bauteile

Randschichthärtetiefe - SHD - Senkrechter Abstand von der Oberfläche bis zu der Schicht, die eine Härte von 550HV1 nach ISO 6507-T.1 aufweist. Früher – DS - Rht

Prüfung nitrierter Bauteile

Nitrierhärtetiefe - NHD - Senkrechter Abstand von der Oberfläche bis zu der Schicht, die eine Härte von 50HV0,5 über der Kernhärte nach ISO 6507-T.1 aufweist. Früher – Nht