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Grundlagen der HärteprüfungHärteprüfung10. Oktober 200763. HärtereikolloquiumWiesbadenArnold Horsch Arnold Horschwww.ahotec.biz-118.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungInhalt Wer bin ichEinsatz der verschiedenen WerkstoffprüfverfahrenDie WerkstoffprüfmethodenDie HärteprüfungHistorie und VerfahrenMessunsicherheitFehlermöglichkeiten Umwertung von Härtewerten Richtige Zeichnungsangaben Arnold Horschwww.ahotec.biz-218.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.1

Grundlagen der HärteprüfungWer bin ich? Alter 48 JahreSeit 1973 34 Jahre in der WerkstoffprüfungAusbildung als WerkstoffprüferHärterei- und WerkstofftechnikerSeit 1986 in der Entwicklung vonHärteprüfsystemen Seit 2002 selbständig Schwerpunkt Härteprüfung undWärmebehandlungsüberwachung Arnold Horschwww.ahotec.biz-318.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungWarum Werkstoffprüfung? Qualitätssicherung Untersuchung verschiedener Gefügezustände Werkstofffeststellung Feststellung der Einsatzfähigkeit Schadensfallermittlung Prüfung der mechanischen Eigenschaften Arnold Horschwww.ahotec.biz-418.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.2

Grundlagen der HärteprüfungMögliche Prüfmethoden der WärmebehandlungMögliche Prüfmethoden der Korngrößenbestimmung n. DIN 50601Entkohlungstiefenmessung n. DIN 50192xEntkohlungstiefenmessung n. DIN 50192Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 4Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 3 Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 4Wirbelstromprüfung Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 3Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 2Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 1Vickers - HV Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 2Brinell – ell – HR-A-B-C-F-N-T u.a.XKerbschlagbiegeversuchMetallographische GefügeuntersuchungenX Zugversuch Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 1WirbelstromprüfungX SchichtdickenmessungXX Laserstrahlhärten Vickers - HVBrinell – HBRockwell – HR-A-B-C-F-N-T u.a.KerbschlagbiegeversuchMetallographische XLösungsglühenXXXXDiffusionsglühenXX XXGrobkornglühenX X RekristallisationsglühenKorngrößenbestimmung n. DIN 50601X HärtenXSpannungsarmglühen X Wärmebehandlungsverfahren X erweitertePrüfungenXWeichglühen Dauerschwing-BiegewechselfestigkeitGrundlagen der HärteprüfungVerschleißprüfungen n. DIN 50320 / 21 / öffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Verschleißprüfungen n. DIN 50320 / 21 / 22Härteverfahren HauptprüfmethodeX Normglühen18.02.2015-6-Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung. Arnold Horschwww.ahotec.biz-5- Arnold Horschwww.ahotec.bizXX erweitertePrüfungen XWärmebehandlungsverfahren erfahrenX Hauptprüfmethode3

Grundlagen der HärteprüfungMögliche Prüfmethoden der WärmebehandlungTICX XTICNX XCrNX X X Carbonitrieren X XNitrieren X �fungen n. DIN 50320 / 21 / 22WirbelstromprüfungX ZugversuchKerbschlagbiegeversuchBrinell – HBSchichtdickenmessungHärtetiefe n. DIN 50190 Teil 1Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 2Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 3Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 4Entkohlungstiefenmessung n. DIN 50192Korngrößenbestimmung n. DIN 50601RöntgeneigenspannungsuntersuchungVickers - HV fungen n. DIN 50320 / 21 / stimmung n. DIN 50601Entkohlungstiefenmessung n. DIN 50192Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 4Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 3Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 2Härtetiefe n. DIN 50190 Teil 1WirbelstromprüfungSchichtdickenmessungVickers - HVRockwell – HR-A-B-C-F-N-T u.a. WärmebehandlungsverfahrenBrinell – HBMetallographische GefügeuntersuchungenX X X Einsatzhärten HauptprüfmethodeRockwell – HR-A-B-C-F-N-T verfahrenAufkohlenX erweitertePrüfungenKerbschlagbiegeversuchX , auch auszugsweise, nur mit Genehmigung. Arnold , auch auszugsweise, nur mit Genehmigung. Arnold Horschwww.ahotec.bizMetallographische Gefügeuntersuchungen HauptprüfmethodeBeschichtungsverfahrenGrundlagen der HärteprüfungMögliche Prüfmethoden der Wärmebehandlung4

Grundlagen der HärteprüfungVerteilung der angewandten Prüfmethodenandere1%ursloalegvetMZue5%3%ehi apgrchZFP 1%Härteprüfung 90% Arnold Horschwww.ahotec.biz-918.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungPrüfung wärmebehandelter BauteileZerstörungsfreiePrüfungen Wirbelstromprüfungen Röntgenuntersuchungen Zugversuch KerbschlagbiegeversuchZerstörende Prüfungen metallografischeGefügeuntersuchung HärteprüfungQuasi Zerstörungsfreie portable metallografischeGefügeuntersuchungPrüfungen Härteprüfung Arnold Horschwww.ahotec.biz- 10 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.5

Grundlagen der HärteprüfungDieHärteprüfung Arnold Horschwww.ahotec.biz- 11 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungEine Methode zur Härteprüfung Arnold Horschwww.ahotec.biz- 12 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.6

Grundlagen der HärteprüfungWas ist Härte ?Härte ist der Widerstand eines Körpers,den er dem Eindringen eines anderen,aber Härterem entgegensetzt. Arnold Horschwww.ahotec.biz- 13 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungWarum Härteprüfung ? Zweck der Härteprüfung ist es, vergleichbare Kennzahlen desVerformungswiderstandes 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 ausgelegtwerden. Die Härteprüfung stellt den relativ sicheren Versuch dar, verschiedeneWerkstoffzustände mittels einer Kennzahl zu beschreiben. Es gibt jedoch verschiedene Werkstoffzustände die den gleichenHärtewert aufweisen können. Dies kann in den unterschiedlichenGefügestrukturen nach einer Wärmebehandlung begründet sein. Die wichtigste Frage ist!!!Was soll mit dem Härtewert passieren und wofürwurde er ermittelt? Arnold Horschwww.ahotec.biz- 14 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.7

Grundlagen der zen von Edelsteinen mit der Feile1722ReamurRitzen von Stahl mit Mineralien1811MohsRitzhärte1882TH PragRitzhärte 18-stufig für ellhärteverfahrenReproduzierbare Messungenbis ca. 400HB1925Smith SandlandVickershärteprüfverfahrenErstmals die Messung sehrharter Teile ohne Beeinflussungdurch den Prüfkörper1931Rockwell Rockwellhärteprüfverfahren Arnold n vonEdelsteinenIdee stammt von Ludwik 1908- 15 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungDas Rockwell-VerfahrenVerfahrenNormPrüfartHRHärte RockwellA, B, C, F, N, Tund weitereDIN ENISO6508PrüflastenMakrohärte Vorlast 3 oder 10 kgf- 15-30-45 kgf- 60-100-150 kgfEindringkörperDiamantkegel 120 HartmetallkugelnØ 1/16 – ½ Zoll Die Prüfvorkraft Fo istkonstant: 3 10 kgf Die Prüfgesamtkräfte F (PrüfvorkraftFo Prüfzusatzkraft F1) sind:15-30-45-60-100-150 kgf Die Messeinheit bei Normal-Rockwellentspricht 0,002 (0,001) mm Eindringtiefe Arnold Horschwww.ahotec.biz- 16 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.8

Grundlagen der HärteprüfungDas Rockwell-VerfahrenBeispiel HRCBeispiel HRBMit einem Diamantkörper undder Eindringtiefe von 0,082 mmerhält man100 – 0,082/0,002 59 Rockwell C Arnold Horschwww.ahotec.bizMit derselben Eindringtiefe,aber mit einem Kugeleindringkörper würde man130 – 0,082/0,002 89 Rockwell Berhalten.- 17 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungBezeichnung Rockwell55 HRC70 HR 30T W Arnold Horschwww.ahotec.biz- 18 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.9

Grundlagen der HärteprüfungDas Brinell -VerfahrenVerfahrenNormPrüfartHBHärte BrinellDIN EN ISO6506PrüflastenMakrohärte 10 - 3000 kgfEindringkörperHartmetallkugelnØ 1-2,5-5-10mmDie Brinellhärte (HBW) wird durch dasVerhältnis von aufgebrachter Prüfgesamtkraftzur Oberfläche der Kugelkalotte bestimmt.Es gilt die Formel:Wobei F die Prüfkraft in N , D den Durchmesserdes Kugeleindringkörpers in mm und d denDurchmesser des Eindrucks in mm bezeichnet. Arnold Horschwww.ahotec.biz- 19 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungBezeichnung Brinell450 HBW 5/750 (10-15 s)450 HBW 5/750/25 Arnold Horschwww.ahotec.biz- 20 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.10

Grundlagen der ringkörperHVHärte VickersDIN 0,10,2-0,3-0,5-1-2-3-5-1020-30-50-100-120 kgfund kleinereDiamantpyramide136 Wie bei der Brinellzahl ist die Vickershärtezahl HVdurch das Verhältnis zwischen aufgebrachterPrüfgesamtkraft und der Oberfläche des Eindrucksgegeben.Die Berechnung der Vickershärte erfolgt nach derfolgenden Formel, wobei d den Mittelwert der Längender Eindruck-Diagonalen (Genauigkeit: /- 0,0002mm)angibt. Arnold Horschwww.ahotec.biz- 21 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungBezeichnung Vickers450 HV 30 (10-15 s)450 HV 30/25 Arnold Horschwww.ahotec.biz- 22 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.11

Grundlagen der HärteprüfungVergleich der verschiedenen HärteskalenungehärteterStahlNEMetalle7510030085 amantHBHRB65 70200HartmetalleHRF20 30 40100Nitrierschicht4005075607080 82 846005Apatit Arnold pas100009Korund10Diamant- 23 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungGenormte PrüfverfahrenVerfahrenNorm rsISO6507Mikro0,01 – 120Kleinlastund kleinereMakrohärteDiamantpyramide136 HBHärte BrinellISO6506Makrohärte 10-3000HartmetallkugelnØ 1-2,5-5-10 mmHRISOHärte6508RockwellA, B, C, F, N, Tund weitere Arnold Horschwww.ahotec.bizMakrohärte 15-30-45-60- Diamantkegel 120 100-150HartmetallkugelnVorlast 3 oder Ø 1/16 – ½ Zoll10- 24 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.12

Grundlagen der HärteprüfungEinsatz der genormten PrüfverfahrenVerfahrenUnterverfahren Prüfung vonHVHärte VickersHBHärte BrinellMikroGefügebestandteilen, Beschichtungen usw.KleinlastHärteverläufe zur Eht, Nht, Rht – PrüfungDIN 50190, Oberflächenhärteprüfung,Prüfung kleiner TeileMakroPrüfung sehr harter Bauteile 400 HV,OberflächenhärteprüfungPrüfung von Glühungen, Vergütungen usw.Einsatz bis 500 HBMakroHRCHRHärte Rockwell HRBA, B, C, F, N, TSuperrockwell Nund weitere Arnold Horschwww.ahotec.bizPrüfung gehärteter Teile 35 HRCPrüfung von Glühungen, VergütungenOberflächenhärteprüfungen, Einsatzgehärteterund Prüfung kleiner Teile- 25 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der alhärteprüfmaschine1-250 kgf – HV – HB - HRUniversalhärteprüfmaschine1-250 kgf – HV – HB - HR Arnold Horschwww.ahotec.biz- 26 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.13

Grundlagen der härteprüfmaschine60-150 kgf – HRC – HRA – HRB usw.Digitale Rockwellhärteprüfmaschine60-150 kgf – HRC – HRA – HRB usw. Arnold Horschwww.ahotec.biz- 27 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungMikro- ine0,01 – 1 kgf – HVKleinlasthärteprüfmaschine0,3-30 kgf – HV Arnold Horschwww.ahotec.biz- 28 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.14

Grundlagen der �rteprüfmaschine187,5-3000 kgfBrinellhärteprüfmaschine187,5-3000 kgf Arnold Horschwww.ahotec.biz- 29 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.Grundlagen der HärteprüfungPortable Härteprüfmaschinen, genormte VerfahrenPortables RockwellhärteprüfsystemClark portable HRC, HRB, HRA testerPortables RockwellhärteprüfsystemSpezialhalterung zur Prüfungvon Führungsbahnen Arnold Horschwww.ahotec.biz- 30 18.02.2015Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung.15