grundlagen der härteprüfung härteprüfung · 3 ©arnold horsch veröffentlichung, auch...
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©Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
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18.02.2015
Härteprüfung10. Oktober 2007
63. Härtereikolloquium
Wiesbaden
Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
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18.02.2015
Inhalt
Wer bin ich
Einsatz der verschiedenen Werkstoffprüfverfahren
Die Werkstoffprüfmethoden
Die Härteprüfung
Historie und Verfahren
Messunsicherheit
Fehlermöglichkeiten
Umwertung von Härtewerten
Richtige Zeichnungsangaben
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Grundlagen der Härteprüfung
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18.02.2015
Wer bin ich?
Alter 48 Jahre
Seit 1973 = 34 Jahre in der Werkstoffprüfung
Ausbildung als Werkstoffprüfer
Härterei- und Werkstofftechniker
Seit 1986 in der Entwicklung von
Härteprüfsystemen
Seit 2002 selbständig
Schwerpunkt Härteprüfung und
Wärmebehandlungsüberwachung
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18.02.2015
Warum Werkstoffprüfung?
Qualitätssicherung
Untersuchung verschiedener Gefügezustände
Werkstofffeststellung
Feststellung der Einsatzfähigkeit
Schadensfallermittlung
Prüfung der mechanischen Eigenschaften
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Mögliche Prüfmethoden der Wärmebehandlung
X
XX••Lösungsglühen
XX••Diffusionsglühen
XX••Grobkornglühen
XX••Rekristallisationsglühen
•Spannungsarmglühen
XX•••Weichglühen
XX•••Normglühen
Versch
leiß
prü
fungen n
. DIN
50320 / 2
1 / 2
2
Rö
ntg
eneig
ensp
annu
ng
suntersu
chu
ng
Wärmebehandlungs-
verfahren
• Hauptprüfmethode
X erweiterte
Prüfungen
Dau
erschw
ing
-Bieg
ewechse
lfestig
keit
Ko
rngrö
ßen
bestim
mu
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. DIN
50601
Entk
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essung n
. DIN
50192
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 4
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 3
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 2
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 1
Sch
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Wirb
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en
Kerb
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ch
Zugversu
ch
Glühverfahren
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Grundlagen der Härteprüfung
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18.02.2015
Mögliche Prüfmethoden der Wärmebehandlung
• Hauptprüfmethode
X erweiterte
Prüfungen
Zugversu
ch
Kerb
schlag
bieg
eversu
ch
Metallo
grap
hisc
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Ro
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Härtetiefe n
. DIN
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. DIN
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Härtetiefe n
. DIN
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Härtetiefe n
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1 / 2
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Dau
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ewechse
lfestig
keit
Wärmebehandlungs-
verfahren
X
X
X
X
X
X
x••••Zwischenstufenvergüten
X•X•••Laserstrahlhärten
X•X•••Randschichthärten
XX••••••Vergüten
X••••Härten
Härteverfahren
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Mögliche Prüfmethoden der Wärmebehandlung
TIC X • • X
TICN X • • X
CrN X • • X
Versch
leiß
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. DIN
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1 / 2
2
Rö
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Wärmebehandlungs-
verfahren
• Hauptprüfmethode
X erweiterte
Prüfungen
Dau
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keit
Ko
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. DIN
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Entk
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. DIN
50192
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 4
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 3
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 2
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 1
Sch
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Kerb
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Zugversu
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Beschichtungsverfahren
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Mögliche Prüfmethoden der Wärmebehandlung
• Hauptprüfmethode
X erweiterte
Prüfungen
Zugversu
ch
Kerb
schlag
bieg
eversu
ch
Metallo
grap
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Brin
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Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 1
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 2
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 3
Härtetiefe n
. DIN
50190 T
eil 4
Entk
ohlu
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fenm
essung n
. DIN
50192
Ko
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mu
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. DIN
50601
Rö
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eneig
ensp
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ng
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chu
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. DIN
50320 / 2
1 / 2
2
Dau
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-Bieg
ewechse
lfestig
keit
Wärmebehandlungs-
verfahren
X
X
XX
••X••Nitrieren
••X••Carbonitrieren
X•X•••Einsatzhärten
•X•••Aufkohlen
Diffusionsverfahren
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18.02.2015
Verteilung der angewandten Prüfmethoden
Härteprüfung
>90%
Zugversuche < 3%
ZFP
< 1%
Metallographie 5%
an
de
re
1%
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18.02.2015
Prüfung wärmebehandelter Bauteile
Zerstörungsfreie
Prüfungen
• Wirbelstromprüfungen
• Röntgenuntersuchungen
Zerstörende Prüfungen
• Zugversuch
• Kerbschlagbiegeversuch
• metallografische
Gefügeuntersuchung
• Härteprüfung
Quasi Zerstörungsfreie
Prüfungen
• portable metallografische
Gefügeuntersuchung
• Härteprüfung
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18.02.2015
Die
Härteprüfung
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18.02.2015
Eine Methode zur Härteprüfung
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Härte ist der Widerstand eines Körpers,
den er dem Eindringen eines anderen,
aber Härterem entgegensetzt.
Was ist Härte ?
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18.02.2015
• Zweck der Härteprüfung ist es, vergleichbare Kennzahlen des
Verformungswiderstandes der Oberfläche eines Werkstoffes zu ermitteln,
die jedoch nicht die Bedeutung einer Werkstoffkennzahl haben.
Warum Härteprüfung ?
• 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 zu beschreiben.
• Es gibt jedoch verschiedene Werkstoffzustände die den gleichen
Härtewert aufweisen können. Dies kann in den unterschiedlichen
Gefügestrukturen nach einer Wärmebehandlung begründet sein.
• Die wichtigste Frage ist!!!
Was soll mit dem Härtewert passieren und wofür
wurde er ermittelt?
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H i s t o r i eJahr Wer Verfahren Besonderheit
1640 Babra Ritzen von Edelsteinen mit der Feile
1722 Reamur Ritzen von Stahl mit Mineralien
1811 Mohs Ritzhärte Ritzhärteverfahren von
Edelsteinen
1882 TH Prag Ritzhärte 18-stufig für Stahl
1889 Martens Ritzhärteverfahren
1900 Brinell Brinellhärteverfahren Reproduzierbare Messungen
bis ca. 400HB
1925 Smith +
Sandland
Vickershärteprüfverfahren Erstmals die Messung sehr
harter Teile ohne Beeinflussung
durch den Prüfkörper
1931 Rockwell Rockwellhärteprüfverfahren Idee stammt von Ludwik 1908
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Das Rockwell-Verfahren
Verfahren Norm Prüfart Prüflasten Eindringkörper
HR
Härte Rockwell
A, B, C, F, N, T
und weitere
DIN EN
ISO
6508
Makrohärte Vorlast 3 oder 10 kgf
- 15-30-45 kgf
- 60-100-150 kgf
Diamantkegel 120°
Hartmetallkugeln
Ø 1/16 – ½ Zoll
Die Prüfvorkraft Fo ist
konstant: 3 + 10 kgf
Die Prüfgesamtkräfte F (Prüfvorkraft
Fo + Prüfzusatzkraft F1) sind:
15-30-45-60-100-150 kgf
Die Messeinheit bei Normal-Rockwell
entspricht 0,002 (0,001) mm Eindringtiefe
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18.02.2015
Das Rockwell-Verfahren
Beispiel HRC
Mit einem Diamantkörper und
der Eindringtiefe von 0,082 mm
erhält man
100 – 0,082/0,002
= 59 Rockwell C
Beispiel HRB
Mit derselben Eindringtiefe,
aber mit einem Kugeleindring-
körper würde man
130 – 0,082/0,002
= 89 Rockwell B erhalten.
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Bezeichnung Rockwell
55 HRC
70 HR 30T W
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Das Brinell -VerfahrenVerfahren Norm Prüfart Prüflasten Eindringkörper
HB
Härte Brinell
DIN EN ISO
6506
Makrohärte 10 - 3000 kgf Hartmetallkugeln
Ø 1-2,5-5-10mm
Die Brinellhärte (HBW) wird durch das
Verhältnis von aufgebrachter Prüfgesamtkraft
zur Oberfläche der Kugelkalotte bestimmt.
Es gilt die Formel:
Wobei F die Prüfkraft in N , D den Durchmesser
des Kugeleindringkörpers in mm und d den
Durchmesser des Eindrucks in mm bezeichnet.
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18.02.2015
Bezeichnung Brinell
450 HBW 5/750 (10-15 s)
450 HBW 5/750/25
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Verfahren Norm Prüfart Prüflasten Eindringkörper
HV
Härte Vickers
DIN EN
ISO
6507
Mikro-
Kleinlast-
Makro-
härte
0,01-0,025-0,05-0,1-
0,2-0,3-0,5-1-2-3-5-10-
20-30-50-100-120 kgf
und kleinere
Diamantpyramide
136°
Wie bei der Brinellzahl ist die Vickershärtezahl HV
durch das Verhältnis zwischen aufgebrachter
Prüfgesamtkraft und der Oberfläche des Eindrucks
gegeben.
Die Berechnung der Vickershärte erfolgt nach der
folgenden Formel, wobei d den Mittelwert der Längen
der Eindruck-Diagonalen (Genauigkeit: +/- 0,0002mm)
angibt.
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18.02.2015
Bezeichnung Vickers
450 HV 30 (10-15 s)
450 HV 30/25
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18.02.2015
1
Speck-
Stein
4
Fluß-
spat
5
Apatit
6
Feld-
spat
7
Quarz
9
Korund
NE
Me-
talle
ungehärteter
Stahl
gehärteter
Stahl
Nitrier-
schicht
Hartmetalle Dia-
mant
8
Topas
10
Diamant
75 100 300 630
100 200 400 600 800 1000 Vickershärte 1400 2000 10000
Mohshärte
Minerale
85 115
50 100
20 30 40 50 60 70 HRC
HRF
HB
HRA
HRB
65 70 75 80 82 84 86 88 90 92 94
Vergleich der verschiedenen Härteskalen
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18.02.2015
Genormte Prüfverfahren
Verfahren Norm Prüfart Prüflasten
kgf
Eindringkörper
HV
Härte
Vickers
ISO
6507
Mikro
Kleinlast
Makrohärte
0,01 – 120
und kleinere
Diamantpyramide
136°
HB
Härte Brinell
ISO
6506
Makrohärte 10-3000 Hartmetallkugeln
Ø 1-2,5-5-10 mm
HR
Härte
Rockwell
A, B, C, F, N, T
und weitere
ISO
6508
Makrohärte 15-30-45-60-
100-150
Vorlast 3 oder
10
Diamantkegel 120°
Hartmetallkugeln
Ø 1/16 – ½ Zoll
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18.02.2015
Einsatz der genormten Prüfverfahren
Verfahren Unterverfahren Prüfung von
HV
Härte Vickers
Mikro Gefügebestandteilen, Beschichtungen usw.
KleinlastHärteverläufe zur Eht, Nht, Rht – Prüfung
DIN 50190, Oberflächenhärteprüfung,
Prüfung kleiner Teile
MakroPrüfung sehr harter Bauteile >400 HV,
Oberflächenhärteprüfung
HB
Härte Brinell
Makro Prüfung von Glühungen, Vergütungen usw.
Einsatz bis 500 HB
HR
Härte Rockwell
A, B, C, F, N, T
und weitere
HRC Prüfung gehärteter Teile >35 HRC
HRB Prüfung von Glühungen, Vergütungen
Superrockwell N Oberflächenhärteprüfungen, Einsatzgehärteter
und Prüfung kleiner Teile
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- 26 -
18.02.2015
Universalhärteprüfmaschinen
Universalhärteprüfmaschine
1-250 kgf – HV – HB - HR
Universalhärteprüfmaschine
1-250 kgf – HV – HB - HR
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Grundlagen der Härteprüfung
- 27 -
18.02.2015
Rockwellhärteprüfmaschinen
Rockwellhärteprüfmaschine
60-150 kgf – HRC – HRA – HRB usw.
Digitale Rockwellhärteprüfmaschine
60-150 kgf – HRC – HRA – HRB usw.
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- 28 -
18.02.2015
Mikro- Kleinlasthärteprüfmaschinen
Mikrohärteprüfmaschine
0,01 – 1 kgf – HV
Kleinlasthärteprüfmaschine
0,3-30 kgf – HV
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- 29 -
18.02.2015
Brinellhärteprüfmaschinen
Brinellhärteprüfmaschine
187,5-3000 kgf
Brinellhärteprüfmaschine
187,5-3000 kgf
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- 30 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, genormte Verfahren
Portables Rockwellhärteprüfsystem
Clark portable HRC, HRB, HRA tester
Portables Rockwellhärteprüfsystem
Spezialhalterung zur Prüfung
von Führungsbahnen
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- 31 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, genormte Verfahren
Portables Brinellhärteprüfsystem
Prüflast 500 – 3000 kgf
King, USA
Portables Kleinlasthärteprüfsystem
Hersteller WPM, Leipzig
Typ HMO 10
Verfahren HV5 + HV10
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- 32 -
18.02.2015
Neu / Nichtgenormte Prüfverfahren
VerfahrenPrüflasten
kgfEindringkörper Hersteller
Norm
Normentwurf
Bezeichnung
UCI < 1 und 10 kgf Vickersdiamant Krautkrämer Kommt
EQUOTIP
Dynamisches
Rücksprung-
verfahren
Kugel PROSEQ
DIN 50156
570 HLD
570 HLd
ESATEST 1-10 kgfVickersdiamant
/ DiamantkegelERNST
DIN 50158 E
HME HV
Computest1,2 kgf Vorlast
5 kgf Hauptlast
Rockwell-
diamantERNST
DIN 50157 E
HMM HV
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- 33 -
18.02.2015
Einsatz der Neu / Nichtgenormte Prüfverfahren
Verfahren Prüfung von
UCI Oberflächenhärten, schwer
zugänglichen Stellen usw.
EQUOTIP
Impact Prüfverfahren
Schnelle Prüfung gehärteter
und metallischer Teile
ESATEST Gehärteten Teilen, schwer
zugänglichen Stellen usw.
Computest Gehärteten Teilen
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- 34 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, ungenormtes Verfahren
MICRODUR
Prüfart:
HV mit Ultraschall
Prüflasten:
nicht genormt, 0,684 kgf
Eindringkörper:
Diamantpyramide 136°
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- 35 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, Genormtes Verfahren
EQUOtip
Prüfart:
Rücksprunghärte
Prüflasten:
nicht genormt,
dynamisch ca. 20 grf
Eindringkörper:
Hartmetallkugel
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- 36 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, ungenormte Verfahren
ESATEST
Prüfart:
Messung der
Eindruckoberfläche über
den elektr. Widerstand
Prüflasten:
Verschieden 1- 10 kgf
Eindringkörper:
Vickersdiamant
Diamantkegel
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- 37 -
18.02.2015
Portable Härteprüfmaschinen, ungenormte Verfahren
Computest
Prüfart:
Abgewandeltetes
Rockwellverfahren
Prüflasten:
nicht genormt, 5 kgf
Eindringkörper:
Rockwelldiamant
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Grundlagen der Härteprüfung
- 38 -
18.02.2015
Einsatz und besondere
Problemstellungen der
Mikro- und
Kleinlasthärteprüfung
20
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Grundlagen der Härteprüfung
- 39 -
18.02.2015
Einsatz der Kleinlasthärteprüfverfahren
Ermittlung von Härteverläufen zur Bestimmung der
Eht-Nht-Rht-Sht und Entkohlungstiefen
Härteverlauf HV1 an
einem einsatzgehärteten
Bauteil Eht 0,15 mm
Härteverlauf HV0,3 an
einem nitrierten Bauteil
Nht 0,55 mm
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Grundlagen der Härteprüfung
- 40 -
18.02.2015
Einsatz der Kleinlasthärteprüfverfahren
Ermittlung von Härte an Gefügebestandteilen und Schichten
Härteprüfung an einer
Verbindungsschicht
Prüfung von
Gefügebestandteilen
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Grundlagen der Härteprüfung
- 41 -
18.02.2015
Kennzeichnung in Zeichnungen nach DIN 6773
Art Bezeichnung Bedeutung
CHD Einsatzgehärtet und
angelassen
58 + 4 HRC
CHD = 1 + 0,4
Aufgekohlt im Kammerofen oder Salz
Oberflächenhärte 58 – 62 HRC
Härtetiefe 1 – 1,4 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von 550 HV 1
Rht
DS
Randschichtgehärtet
650 + 100 HV 50
Rht 525 = 0,6 + 0,6
Induktiv oder Flammgehärtet
Oberflächenhärte 650 – 750 HV 50
Härtetiefe 0,6 – 1,2 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von 525 HV 1
Nht Nitriert
650 HV 10
Nht = 0,3 + 0,1
Nitrierverfahren offen
Oberflächenhärte 650 HV 10
Härtetiefe 0,3 – 0,4 mm
geprüft mit HV 0,5 und einer Grenzhärte von 50 HV
über der Kernhärte
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Grundlagen der Härteprüfung
- 42 -
18.02.2015
AuswertungIm folgendem Beispiel beträgt die CHD = 0,90 mm
Härteverlaufskurve Eht
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8
Abstand vom Rand mm
HV
1
Eht 0,90 mm
22
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Grundlagen der Härteprüfung
- 43 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Mikro-Kleinlasthärteprüfung
Beispiel:
Härteprüfung an einer Chromschicht mit HV 0,02
Fehlerursachen können sein:
• Falsches Anlegen der Messlinien
• Zu niedrige Vergrößerung der Messoptik
• Bild nicht einwandfrei im Focus
• Falsche Präparation
Wahrer Härtewert 1000 HV 0,02 Diagonale 6,09 µm
Gem. Härtewert 1102 HV 0,02 Diagonale 5,80 µm
Gem. Härtewert 906 HV 0,02 Diagonale 6,40 µm
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Grundlagen der Härteprüfung
- 44 -
18.02.2015
Messung von Präparationseinflüssen
bei niedrigen Prüflasten
Eine einwandfreie metallografische Probenpräparation ist
für die korrekte Ermittlung von Mikrohärteprüfwerten von
äußerster Wichtigkeit.
Sollen Härtewerte miteinander verglichen werden, muss
zwingend eine absolut reproduzierbare Probenpräparation
erfolgen.
Die Messfehler durch Probenpräparation können leicht bis
zu 50 % vom wahren Messwert abweichen.
Dies ist unabhängig von der Höhe des Härtewertes.
23
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Grundlagen der Härteprüfung
- 45 -
18.02.2015
Auswirkung der Oberflächenverfestigung auf den Härtewert
reale Härte ca. 220 HV
HV 0,01 380
HV 0,05 260HV 0,5 230
Oberflächenverfestigte Zone
Mischzone
Reiner Grundwerkstoff
0
1 µm
2 µm
9 µm
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Grundlagen der Härteprüfung
- 46 -
18.02.2015
Gefügeeinflüsse bei der HärteprüfungNadeliger Martensit Karbide
aufgelöst
Restaustenitgehalt 25 –30%
59 – 60 HRC
Härtegefüge n.i.O.
Karbide im angelassenen
strukturlosen Martensit
Restaustenitgehalt 15 %
61 HRC
Härtegefüge i.O.
Randzone (Bild)
Strukturloser Martensit mit
Troostitflecken
Oberflächenhärte 600 HV10
Kern (ohne Abbildung)
Karbide im angelassenen
strukturlosen Martensit
Restaustenitgehalt 15 %
61 HRC
Härtegefüge n.i.O.
24
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Grundlagen der Härteprüfung
- 47 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung
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Grundlagen der Härteprüfung
- 48 -
18.02.2015
Das große
?
25
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Grundlagen der Härteprüfung
- 49 -
18.02.2015
Messunsicherheit bei HV 1
90050
HV 0,2
792
1008
954
846
HV 0,2 = ±11% zulässige Messunsicherheit bei 700 HV
777
623
HV 1 = ± 5% zulässige Messunsicherheit bei 700 HV
735
665
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Grundlagen der Härteprüfung
- 50 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung VickersZulässige Wiederholpräzision und Grenzabweichung der Prüfmaschine
26
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Grundlagen der Härteprüfung
- 51 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung VickersZulässige Wiederholpräzision und Grenzabweichung der Prüfmaschine
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Grundlagen der Härteprüfung
- 52 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung Vickers
Erforderliche Genauigkeit und Wiederholpräzision der
optischen Messeinrichtung
Auflösung der Messeinrichtung
< 0,5% von D
Wiederholgenauigkeit
< 1% von D
Härteeindrücke
>40 µm
Auflösung der Messeinrichtung
<0,0002 mm
Wiederholgenauigkeit
< 0,0004 mm
Härteeindrücke
< 40 µm
27
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Grundlagen der Härteprüfung
- 53 -
18.02.2015
Ursache ist die
numerische Apertur der Optik!
Lt. Abbe gibt es bei einem
Lichtmikroskop bei optimaler
Optik und Beleuchtung eine
scharfe Auflösung nur bis zu einer
Größe von
200 Nanometer = 0,2 µm.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 54 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Mikro-Kleinlasthärteprüfung
Beispiel:
Härteprüfung an einer Chromschicht mit HV 0,02
Fehlerursachen können sein:
• Falsches Anlegen der Messlinien
• Zu niedrige Vergrößerung der Messoptik
• Bild nicht einwandfrei im Focus
• Falsche Präparation
Wahrer Härtewert 1000 HV 0,02 Diagonale 6,09 µm
Gem. Härtewert 1102 HV 0,02 Diagonale 5,80 µm
Gem. Härtewert 906 HV 0,02 Diagonale 6,40 µm
28
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Grundlagen der Härteprüfung
- 55 -
18.02.2015
Einfluss der zulässigen Messunsicherheit bei der
Vickershärteprüfung
Bei einem theoretischen Istwert von 0,6 mm Eht ergibt sich eine
Streuung von ca. 11 % bei der Ermittlung der Eht.
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- 56 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung RockwellZulässige Wiederholpräzision und Grenzabweichung der Prüfmaschine für die Verfahren A, B, C, N, T
Rockwell
Härteskala
Härtebereiche der
Härtevergleichsplatte
Grenzabweichung in
Rockwell-Einheiten
Zulässige Wiederhol-
präzision der Prüfmaschine
A20 bis 75 HRA ± 2 HRA 0,02 (100-Ĥ) oder
0,8 Rockwell-Einheitena>75 bis 88 HRA ± 1,5 HRA
B20 bis 45 HRB ± 4 HRB
0,04 (130-Ĥ) oder
1,2 Rockwell-Einheitena> 45 bis 80 HRB ± 3 HRB
> 80 bis 100 HRB ± 2 HRB
C 20 bis 70 HRC ± 1,5 HRC 0,02 (100-Ĥ) oder
0,8 Rockwell-Einheitena
N ± 2 HRN 0,04 (100-Ĥ) oder
1,2 Rockwell-Einheitena
T ± 3 HRT 0,04 (100-Ĥ) oder
2,4 Rockwell-Einheitena
a Der größere der beiden Werte muß genommen werden. H ist die Hälfte der verwendeten Härtevergleichsplatte
29
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Grundlagen der Härteprüfung
- 57 -
18.02.2015
Messunsicherheiten bei der Härteprüfung Brinell
Zulässige Wiederholpräzision und Grenzabweichung der Prüfmaschine
Härte der
Härtevergleichsplatte
HBW
Zulässige
Wiederholpräzision der
Prüfmaschine mm
Grenzabweichung der
Prüfmaschine %
125 0,030 đ 3 H
125< HBW 225 0,025 đ 2,5 H
> 225 0,020 đ 2 H
H ist die Härte der verwendeten Härtevergleichsplatte
đ ist der Mittelwert aus 5 Eindruckdurchmessern
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Grundlagen der Härteprüfung
- 58 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falsches Auflegen der Teile
Hohllage (Schüsselung)
Spannfehler, falsche Auflagetische
Falsche Probenvorbereitung
Erwärmung durch Trennen oder Schleifen
Zu grober Anschliff
Erwärmung durch Einbettung in Warmeinbettpresse
(Nicht) „Korrekt“ kalibrierte Maschine
Nicht korrigierte konvex-konkave Oberflächen „Korrekturwerte“
30
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Grundlagen der Härteprüfung
- 59 -
18.02.2015
Hohllage (Schüsselung)
Falsch Richtig
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
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Grundlagen der Härteprüfung
- 60 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falsche Aufnahmen / Verspannfehler
Falsch
Richtig
Falsch Falsch
Richtig
31
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Grundlagen der Härteprüfung
- 61 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falsche Aufnahmen / Verspannfehler
Falsch
Prüfkraft < als ZugkraftSchliff
Richtig
Spannkraft > als Zugkraft
Falsch Richtig
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Grundlagen der Härteprüfung
- 62 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falsche Aufnahmen / Verspannfehler
DIN 51200
Gestalten und Anwenden von
Aufnahmevorrichtungen für
Proben in Härteprüfgeräten
32
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Grundlagen der Härteprüfung
- 63 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Erwärmung durch Trennen oder Schleifen
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Grundlagen der Härteprüfung
- 64 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
DIN EN ISO 6506 - 6507 - 6508
Schreiben keine Rauhigkeitswerte für
die Probenpräparation vor
Die Prüfung wird an einer glatten ebenen Oberfläche
vorgenommen die frei von Zunder, Fremdkörpern,
insbesondere Schmierstoffen, sein muss, wenn nichts anderes
in einer Produktnorm vorgegeben ist.
Die Probe muss eine Oberflächenbearbeitung aufweisen, die
eine exakte Messung der Eindruckdiagonalen gestattet.
33
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Grundlagen der Härteprüfung
- 65 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
Quelle:
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Grundlagen der Härteprüfung
- 66 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
Quelle:
34
©Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
- 67 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
Quelle:
©Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
- 68 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
Quelle:
35
©Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
- 69 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
Quelle:
©Arnold Horsch
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Grundlagen der Härteprüfung
- 70 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
10 µm P 60
36
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Grundlagen der Härteprüfung
- 71 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
10 µm P 60
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Grundlagen der Härteprüfung
- 72 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Falscher Anschliff
835
871
827
788
955
790771
781761
749
700
750
800
850
900
950
1000
10µm 40µm 320K 120K 60K
Körnung
HV HV 1
HV 10
37
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Grundlagen der Härteprüfung
- 73 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Erwärmung durch Einbettung in Warmeinbettpresse
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Grundlagen der Härteprüfung
- 74 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
(Nicht) „Korrekt“ kalibrierte Maschine
Sollwert = Nht 500 HV 0,2 = 0,2 + 0,1
Zulässige Kalibrierabweichung bei
500 HV 0,2 ±10% = ± 50 HV 0,2
Maschine misst bei 500 HV 0,2 = 455 HV 0,2
Gemessene Nht ist zu niedrig
Konsequenz:
Kunde reklamierte ständig zu niedrige Nht
38
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Grundlagen der Härteprüfung
- 75 -
18.02.2015
Einfluss der zulässigen Messunsicherheit bei der
Vickershärteprüfung
Bei einem theoretischen Istwert von 0,25 mm Nht ergibt sich
eine Streuung von ca. 45 % bei der Ermittlung der Nht.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 76 -
18.02.2015
Fehlermöglichkeiten bei der Härteprüfung
Nicht korrigierte konvex-konkave Oberflächen
„Korrekturwerte“
ISO 6507 - 6508
schreibt die Korrektur von
konvex-konkaven
Oberflächen vor
39
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Grundlagen der Härteprüfung
- 77 -
18.02.2015
Umwertung von Härtewerten DIN 18265
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
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Grundlagen der Härteprüfung
- 78 -
18.02.2015
Umwerteunsicherheiten
Die Unsicherheit eines Umweltergebnisses
kann beträchtlich sein
Besonders, wenn die systematische
Abweichung der Härteprüfmaschine nicht
berücksichtigt wird
40
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Grundlagen der Härteprüfung
- 79 -
18.02.2015
Beispiel:
85,5 HRA 920 HV (Tab. D.2)
Grenzabweichung der Prüfmaschine
zulässig 1,5 HRA
Systematische Abweichung + 1,4 HRA
Abweichung des umgewerteten Härtewertes
130 HV
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Grundlagen der Härteprüfung
- 80 -
18.02.2015
Durchführung von UmwertungenDie in der DIN 18265 angegebenen Werte dürfen nicht durch einen
Umrechnungsfaktor ersetzt werden.
HV
HRC
Tabelle A.1
alte Norm
HRC
Tabelle
B.3
HRC
Tabelle
B.3
HRC
Tabelle
B.4
HRC
Tabelle
D.2
HRC
Tabelle
D.8
240 20,3 21,2 20,5
280 27,1 27,7 27,7
300 29,8 30,5 30,8
320 32,2 33,1 33,6
350 35,5 36,5
400 40,8 41,5
450 45,3 45,7
500 49,1 49,2
550 52,3 52,4
580 54,1 54,0 54,0 54,2
41
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Grundlagen der Härteprüfung
- 81 -
18.02.2015
Durchführung von UmwertungenDie in der DIN 18265 angegebenen Werte dürfen nicht durch einen
Umrechnungsfaktor ersetzt werden.
HV
HRC
Tabelle A.1
alte Norm
HRC
Tabelle
B.3
HRC
Tabelle
B.3
HRC
Tabelle
B.4
HRC
Tabelle
D.2
HRC
Tabelle
D.8
600 55,2 55,1 54,8 55,2
650 57,8 57,5 56,9 57,6
700 60,1 59,2 59,7
720 61,0 60,1 60,6
750 62,1 61,8
770 62,9 62,5 63,2
800 64,0 63,6 64,2
900 67,0 67,0 67,1
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Grundlagen der Härteprüfung
- 82 -
18.02.2015
Umwerteunsicherheit HRC - HV 10
bei unkorrigiertem HRC Messfehler von ± 1,4 HRC
261
285
325
376
433
490
528
565
595
614
642
660
708
762
796
830
669
938
892
842
778
724
702
648
617
572
532
468
402
353
305
280
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
25,6 29,2 34,4 39,8 45,3 49,8 52,3 54,7 56,3 57,3 58,8 59,7 61,8 64 65,3 66,4
HRC
HV10
Sollwert Tabelle A.1
HV 10 min. Wert
HV 10 max. Wert
42
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Grundlagen der Härteprüfung
- 83 -
18.02.2015
Bezeichnung eines Umwertergebnisses
Umwertung DIN 18265 – 50,5 HRC – B.2 - HV
Normnummer
Durch Umwertung ermittelter Härtewert (Tabellenwert)
Verwendete Tabelle für Umwertung
Verfahren, nach dem die Härte experimentell ermittelt wurde
Beispiel 1
Beispiel 2, ergänzt durch den Betrag der Unsicherheit
Umwertung DIN 18265 – (62 ±1) HRC – B.2 - HV
Normnummer
Durch Umwertung ermittelter Härtewert (Tabellenwert)
ergänzt durch den Betrag der Unsicherheit
Verwendete Tabelle für Umwertung
Verfahren, nach dem die Härte experimentell ermittelt
wurde
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Grundlagen der Härteprüfung
- 84 -
18.02.2015
PrüfergebnisseInterpretation der Prüfergebnisse
Härtewerte bewerten
Vorgaben zu enger Prüftoleranzen, teilweise geringer
als die zulässigen Messunsicherheiten nach DIN EN ISO
Auswertungen und Interpretationen von
Gefügebildern
Eine genaue Festlegung der Prüfvorschriften und
der durchzuführenden Prüfungen ist zur
Vermeidung von Reklamationen unerlässlich.
43
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Grundlagen der Härteprüfung
- 85 -
18.02.2015
Wärmebehandlungsangaben in Zeichnungen
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Grundlagen der Härteprüfung
- 86 -
18.02.2015
Korrekte Angaben in Zeichnungen Die korrekte Angabe von Wärmebehandlungsangaben in Zeichnungen ist
von elementarer Bedeutung für das zu prüfende Bauteil.
Gerade dieser Teil der Bauteildefinition wird in den meisten Fällen falsch
oder zumindest fehlerhaft ausgeführt.
Neben den Problemen der richtigen Wärmebehandlung sind auch noch eine
Vielzahl rechtlicher Probleme, sowohl für den Wärmebehandler als auch
für den Kunden, mit falschen Zeichnungsangaben verbunden.
Einige typische Probleme sind z.B.:
• Bei Reklamationen die wirklichen zu prüfenden Härtewerte
• Wer zahlt den entstandenen Schaden bei falschen Prüfangaben
• usw.
44
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Grundlagen der Härteprüfung
- 87 -
18.02.2015
Kundenangaben zur PrüfungZur Durchführung der Prüfung sind folgende
Angaben erforderlich:
Genaue Angabe des eingesetzten Werkstoffes / Härteverfahrens
Gewünschter Sollwert mit Plustoleranz
Anzahl der zu prüfenden Teile einer Charge
Einzusetzendes Prüfverfahren
Genaue Prüfstelle am Bauteil
Mitgeltende Werkstoff- und Prüfnormen
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Grundlagen der Härteprüfung
- 88 -
18.02.2015
Kleine Liste relevanter Normen für die PrüfungASTM E 10-01 DIN 50600 DIN EN ISO 6506-04 EN 10002-1
ASTM E 140-05 DIN EN 10229 DIN EN ISO 6506-1 EN 10002-5
ASTM E 18-03 DIN EN 10328 DIN EN ISO 6506-2 EN ISO 4545-1
ASTM E 384-99 DIN EN 13860-1 DIN EN ISO 6506-3 EN ISO 4545-2
ASTM E 92-82 DIN EN 13860-2 DIN EN ISO 6507-04 EN ISO 4545-3
DIN 1319-1 DIN EN 13860-3 DIN EN ISO 6507-1 EN ISO 4545-4
DIN 1319-2 DIN EN 2002-07 DIN EN ISO 6507-2 EN ISO 6506-04
DIN 1319-3 DIN EN 20898-2 DIN EN ISO 6507-3 EN ISO 6506-1
DIN 1319-4 DIN EN ISO 14577-1 DIN EN ISO 6508-1 EN ISO 6506-2
DIN 30999 DIN EN ISO 14577-2 DIN EN ISO 6508-2 EN ISO 6506-3
DIN 50103-3 DIN EN ISO 14577-3 DIN EN ISO 6508-3 EN ISO 6507-04
DIN 50156-1 DIN EN ISO 14577-4 DIN EN ISO 9934-2 EN ISO 6507-1
DIN 50156-2 DIN EN ISO 2320 E DIN EN ISO 9934-3 EN ISO 6507-2
DIN 50156-3 DIN EN ISO 2639 DIN ISO 3738 EN ISO 6507-3
DIN 50157-1 E DIN EN ISO 3059 DIN ISO 3738-1 EN ISO 6508-1
DIN 50157-2 E DIN EN ISO 3738-2 DIN ISO 4384-1 EN ISO 6508-2
DIN 50158-1 E DIN EN ISO 4516 DIN ISO 4384-2 EN ISO 6508-3
DIN 50190-3 DIN EN ISO 642 DIN ISO 4498 ISO DIS 898-1
DIN 50190-4 DIN EN ISO 643 DIN ISO 4507 VDI/VDE 2616 Blatt 1
45
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Grundlagen der Härteprüfung
- 89 -
18.02.2015
Kennzeichnungsgrundsätze in Zeichnungen
Kernhärte
Die Kernhärte ist nur dann in die Zeichnung einzutragen,
wenn ihre Prüfung notwendig und vorgeschrieben ist.
Zur Prüfung ist die Zerstörung oder Beschädigung des
Bauteils unumgänglich.
Die Kernhärte wird als Vickers-, Brinell- oder Rockwellhärte
bestimmt.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 90 -
18.02.2015
Kennzeichnungsgrundsätze in Zeichnungen
Oberflächenhärte durchgehärteter Bauteile
Festlegung als Vickers-, Brinell- oder Rockwellhärte
Prüfung nur an der Oberfläche ist nicht mit der Kernhärte
zu verwechseln.
Üblicherweise wird auf Zeichnungen nur die gewünschte
Oberflächenhärte angegeben.
Zu beachten ist, dass die Mindestdicke der Bauteile 10x die
Eindringtiefe des Härteeindruckes ist.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 91 -
18.02.2015
Kennzeichnungsgrundsätze in Zeichnungen
Oberflächenhärte oberflächengehärteter Bauteile
Für oberflächengehärtete Bauteile muss das Prüfverfahren
abhängig von der Härtetiefe nach DIN 6773 festgelegt werden.
Grundregel
= max. Prüfkraft, wenn HV 50 geht, muss HV genommen werden
Bei der Festlegung der Oberflächenhärte werden die meisten
Fehler in den Zeichnungen gemacht.
Die in den Normen angegebenen Werte sind nicht einfach aus
der Luft gegriffen, sondern zu Papier gebrachte Erfahrungswerte.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 92 -
18.02.2015
Allen Härtetiefenwerten ist eine größtmögliche, jedoch
funktionsgerechte, Plus-Toleranz zuzuordnen.
Kennzeichnung der Messstelle
Darstellung in der Zeichnung
Bedeutung
Symbol für die Messstelle an der sowohl die Oberflächenhärte als
auch der entsprechende Härteverlauf zu prüfen sind. Bei keiner
Angabe ist die Prüfstelle frei wählbar.
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- 93 -
18.02.2015
Härtetoleranzen
59 61 62
Toleranz zu eng
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- 94 -
18.02.2015
Härtetoleranzen allgemein
Toleranz zu eng
59 61 6258
Toleranz i.O.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 95 -
18.02.2015
Angaben der Oberflächenhärte
oberflächengehärteter Bauteile
Das Härteprüfverfahren der
Oberflächenhärte ist entsprechend der
Härtetiefe nach DIN 6773 anzugeben.
Allen Härtewerten ist eine größtmögliche,
jedoch funktionsgerechte, Plus-Toleranz
zuzuordnen.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 96 -
18.02.2015
Oberflächenhärten - Mindesthärte in HRA oder HRC
Mindest-
Härtetiefe
Rht, Eht
mm
Oberflächenmindesthärte in HRA oder HRC70 bis 75
HRA
>75 bis 78
HRA
>78 bis 81
HRA
> 81 HRA 40 bis 49
HRC
>49 bis 55
HRC
>55 bis 60
HRC
>60 HRC
0,4 - - - HRA - - - -
0,45 - - HRA HRA - - - -
0,5 - HRA HRA HRA - - - -
0,6 HRA HRA HRA HRA - - - -
0,8 HRA HRA HRA HRA - - - HRC
0,9 HRA HRA HRA HRA - - HRC HRC
1,0 HRA HRA HRA HRA - HRC HRC HRC
1,2 HRA HRA HRA HRA HRC HRC HRC HRC
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Grundlagen der Härteprüfung
- 97 -
18.02.2015
Mindesthärte-
tiefe Rht, Eht,
Nht, Sht mm
Oberflächenmindesthärte in HV
200 bis 300 HV >300 bis 400 HV >400 bis 500 HV >500 bis 600 HV >600 bis 700 HV >700 bis 800 HV >800
0,05 - - - HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5
0,07 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 1 HV 1
0,08 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 1 HV 1 HV 1
0,09 HV 0,5 HV 0,5 HV 0,5 HV 1 HV 1 HV 1 HV 1
0,1 HV 0,5 HV 1 HV 1 HV 1 HV 1 HV 1 HV 3
0,15 HV 1 HV 3 HV 3 HV 3 HV 3 HV 3 HV 5
0,2 HV 1 HV 3 HV 5 HV 5 HV 5 HV 5 HV 5
0,25 HV 3 HV 5 HV 5 HV 5 HV 10 HV 10 HV 10
0,3 HV 3 HV 5 HV 10 HV 10 HV 10 HV 10 HV 10
0,4 HV 5 HV 10 HV 10 HV 10 HV 10 HV 30 HV 30
0,45 HV 5 HV 10 HV 10 HV 10 HV 30 HV 30 HV 30
0,5 HV 10 HV 10 HV 10 HV 30 HV 30 HV 30 HV 30
0,55 HV 10 HV 10 HV 30 HV 30 HV 30 HV 50 HV 50
0,6 HV 10 HV 10 HV 30 HV 30 HV 50 HV 50 HV 50
0,65 HV 10 HV 30 HV 30 HV 50 HV 50 HV 50 HV 50
0,7 HV 10 HV 30 HV 50 HV 50 HV 50 HV 50 HV 50
0,75 HV 30 HV 30 HV 50 HV 50 HV 50 HV 100 HV 100
0,8 HV 30 HV 30 HV 50 HV 50 HV 100 HV 100 HV 100
0,9 HV 30 HV 30 HV 50 HV 100 HV 100 HV 100 HV 100
1,0 HV 30 HV 50 HV 100 HV 100 HV 100 HV 100 HV 100
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Grundlagen der Härteprüfung
- 98 -
18.02.2015
Oberflächenhärtewerte und Ihre Tiefeneinflüsse
HRC
Wirktiefe bei 60HRC
HV 10
HV 50
Wirktiefe bei 700 HV 50
Wirktiefe bei 700 HV 10
Nitrocarburieren 70µm
Kerngefüge
Nitrieren nur VS 20µm
Nitrieren ca. 0,3mm
Einsatzhärten –
Randschichthärte
ca. 0,6mm
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Grundlagen der Härteprüfung
- 99 -
18.02.2015
Angaben der Härtetiefe
oberflächengehärteter Bauteile
Die Härtetiefe ist entsprechend dem jeweiligen Wärme-
behandlungsverfahren nach DIN 50190 Teil 1-4 als
Einhärtungstiefe (Rht), Einsatzhärtungstiefe (Eht),
Randschichtschmelzhärtetiefe (Sht) oder Nitrierhärtetiefe (Nht)
anzugeben.
In der DIN 6773 sind hierzu ausführliche Vorschläge gemacht
worden.
Allen Härtetiefenwerten ist eine größtmögliche, jedoch
funktionsgerechte, Plus-Toleranz zuzuordnen.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 100 -
18.02.2015
Eht-Werte und Toleranzen
Einsatzhärtungstiefe
Eht mm
Plus-Toleranz mm
0,05 0,03
0,07 0,05
0,1 0,1
0,3 0,2
0,5 0,3
0,8 0,4
1,2 0,5
1,6 0,6
2 0,8
2,5 1
3 1,2
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Grundlagen der Härteprüfung
- 101 -
18.02.2015
Einfluss der zulässigen Messunsicherheit bei der
Vickershärteprüfung
Bei einem theoretischen Istwert von 0,6 mm Eht ergibt sich eine
Streuung von ca. 11 % bei der Ermittlung der Eht.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 102 -
18.02.2015
Fehlangaben für gehärtete und vergütete Teile
Allgemein die Angabe
Gehärtet in Zeichnungen
Mit einer solchen Angabe kann keine korrekte
Wärmebehandlung durchgeführt werden. Hier kann
der Wärmebehandler nur erahnen was gemacht
werden soll.
Schnittstempel
Werkstoff 1.2379
gehärtet
Hier fehlen sämtliche Angaben über die Härte, die
erzielt werden soll und über das Härteverfahren.
Im Prinzip kann der Härter dieses Teil zwischen 25-70
HRC härten, ohne daß der Kunde beanstanden könnte.
Gehärtet auf 60HRC In dieser Zeichnung haben wir schon einen Härtewert,
aber leider keine Toleranz. 60HRC kann man nicht
genau härten, noch viel weniger prüfen. Unklar ist
deshalb, ob mind. 60HRC oder ca. 60HRC erreicht
werden soll.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 103 -
18.02.2015
Gehärtete und vergütete Teile
Bauteil durchgehärtet mit
Angabe der Härte und der
Prüfstelle.
Bauteil durchgehärtet und
angelassen mit Angabe der
Härte und der Prüfstelle.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 104 -
18.02.2015
Gehärtete und vergütete Teile
Bauteil vergütet mit Angabe
der Zugfestigkeit -
Dehngrenze - Dehnung und
der Prüfstelle.
Bauteil durchgehärtet und
angelassen nach Wärme-
behandlungsanweisung WBA
mit Angabe der Härte in zwei
verschiedenen Bereichen.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 105 -
18.02.2015
Fehlangaben für einsatzgehärtete Teile
Einsatzgehärtet Es fehlen alle Angaben wie Oberflächenhärte, Härte-
tiefe, welche Bereiche sollen gehärtet werden usw.
Einsatzgehärtet
und angelassen
Hier fehlen sämtliche Angaben über das gewünschte
Ergebnis wie Oberflächenhärte und Härtetiefe.
Einsatzgehärtet
und angelassen
Eht <0,1 HV3
Diese Teile brauchen eigentlich gar nicht gehärtet
werden, denn auch 0 mm (also nichts) ist weniger als
0,1 mm. Die Oberflächenhärte fehlt.
Einsatzgehärtet
und angelassen
58+4 HRC
Eht 0,1 + 0,03 HV3
Hier hat der Konstrukteur schon zumindest die
Grundbegriffe wie tolerierte Oberflächenhärte und
Toleranzangabe der Eht berücksichtigt. Leider können
die Angaben aber nicht überprüft werden, da sämtliche
Prüfverfahren falsch gewählt wurden.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 106 -
18.02.2015
EinsatzhärtenVereinzelt wird in Zeichnungen eine partielle
Einsatzhärtung vorgeschrieben; die
Strichpunktlinie legt den Bereich fest, in dem die
partielle Einsatzhärtung vorgeschrieben ist.
Einsatzgehärtet und angelassen
Oberflächenhärte 60 - 64 HRC
Härtetiefe 0,8 – 1,2 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von 550
HV 1
Einsatzgehärtet und angelassen
Oberflächenhärte 700 – 800 HV 30
Härtetiefe 0,5 – 0,8 mm
geprüft mit HV 3 und einer Grenzhärte von
600 HV 3
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Grundlagen der Härteprüfung
- 107 -
18.02.2015
Einsatzhärten
Einsatzgehärtet und angelassen nach einer
Wärmebehandlungsanweisung WBA
Oberflächenhärte 700 – 800 HV 30
Härtetiefe 0,5 – 0,8 mm
geprüft mit HV 3 und einer Grenzhärte von 600
HV 3
Einsatzgehärtet und angelassen
Nur eine partielle Einsatzhärtung wurde
vorgeschrieben, die Zeichnung erlaubt aber die
Aufkohlung des ganzen Bauteiles.
Oberflächenhärte 60-64 HRC
Härtetiefe 0,8 – 1,2 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von 550
HV 1
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Grundlagen der Härteprüfung
- 108 -
18.02.2015
Fehlangaben für Randschichtgehärtete Teile
Wellen Ø10mm
42CrMo4
60 HRC
>0,3 Eht
Oberflächenhärte ohne Toleranzangabe.
Eht >0,3 ist falsch. Dieser Werkstoff ist kein
Einsatzstahl, sondern er wird oberflächengehärtet.
Was ist die max. Härtetiefe? Theoretisch könnten die
Bauteile durchgehärtet werden.
60 HRC kann man nicht genau härten, noch viel
weniger prüfen. Unklar ist deshalb, ob mind. 60 HRC
oder ca. 60 HRC erreicht werden soll.
Weiterhin kann eine Härtetiefe von 0,3 mm nicht mit
HRC geprüft werden.
Oberflächengehärtet
<0,3mm
Diese Teile brauchen eigentlich gar nicht gehärtet
werden, denn auch 0 mm (also nichts) ist weniger als
0,3 mm.
55
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Grundlagen der Härteprüfung
- 109 -
18.02.2015
Randschichthärtung
Die Strichpunktlinie legt den Bereich
fest, in dem die Randschichthärtung
vorgeschrieben ist.
Partielle Härtung induktiv oder
flammgehärtet im gekenn-
zeichneten Bereich.
Oberflächenhärte 620 – 780 HV 30
Härtetiefe 0,8 – 1,6 mm
geprüft mit HV 1 und einer
Grenzhärte von 500 HV 1
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- 110 -
18.02.2015
RandschichthärtungPartielle Härtung induktiv oder flamm-
gehärtet im gekennzeichneten Bereich mit
Anlassen.
Oberflächenhärte 525 – 625 HV 10
Härtetiefe 0,4 – 0,8 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von
425 HV 1. Zwischen den beiden
Härtezonen ist ebenfalls eine Härtung
gestattet, dies wird durch eine breite
Strichlinie gekennzeichnet.
Komplexe Wärmebehandlungsvorschrift an
einem typischen Automobilteil.
Partielle Härtung üblicherweise induktiv im
gekennzeichneten Bereich.
Oberflächenhärte 550 - 650 HV 30
geprüft an zwei Stellen 1 + 3
Härtetiefe Stelle 2 0,6 – 1,2 mm
Härtetiefe Stelle 4 1 - 2 mm
geprüft mit HV 1 und einer Grenzhärte von
450 HV 1
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Grundlagen der Härteprüfung
- 111 -
18.02.2015
Fehlangaben für nitrierte Teile
Nitriert Es fehlen alle Angaben wie Nitrierverfahren,
Oberflächenhärte, Härtetiefe, welche
Bereiche sollen gehärtet werden usw.
Plasmanitriert >60HRC Hier wurde schon einmal das Nitrier-
verfahren korrekt angegeben. Die
Oberflächenhärtevorschrift ist falsch, beim
Nitrieren werden grundsätzlich HV
Härtewerte angegeben.
Nitrocarburiert Hier fehlt die Angabe der VS-Schichtdicke,
die erzielt werden soll.
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Grundlagen der Härteprüfung
- 112 -
18.02.2015
NitrierenVereinzelt wird in Zeichnungen eine partielle
Nitrierung vorgeschrieben. Die Strichpunktlinie
legt den Bereich fest, in dem die partielle
Nitrierung vorgeschrieben ist.
Plasmanitriert
Oberflächenhärte 950 HV 10
Härtetiefe 0,3 – 0,4 mm
geprüft mit HV 0,5 und einer Grenzhärte von 50
HV über der Kernhärte
Nitrierverfahren offen
Oberflächenhärte 800 HV 3
Härtetiefe 0,1 – 0,15 mm
geprüft mit HV 0,3 und einer Grenzhärte von 50
HV über der Kernhärte
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Grundlagen der Härteprüfung
- 113 -
18.02.2015
Nitrieren
Partielle Nitrierung Verfahren offen
Oberflächenhärte 900 HV 10
Härtetiefe 0,4 – 0,6 mm
geprüft mit HV 0,5 und einer Grenzhärte von 50
HV über der Kernhärte.
Nitrocarburiert Verfahren offen
Mit Angabe der Verbindungsschichtdicke VS
12 – 18 µm
keine Härteangaben
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Grundlagen der Härteprüfung
- 114 -
18.02.2015
NHT-Werte und Toleranzen
Nitrierhärtetiefe Nht mm Plus-Toleranz mm
0,05 0,02
0,1 0,05
0,15 0,05
0,2 0,1
0,25 0,1
0,3 0,1
0,35 0,15
0,4 0,2
0,5 0,25
0,6 0,3
0,75 0,3
58
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Grundlagen der Härteprüfung
- 115 -
18.02.2015
Bei richtiger Anwendung von
Härteprüfmethoden können Sie beruhigt
schlafen