Labor für Härtemessung
Als Industrieunternehmen möchten Sie einen Härteversuch an einem Werkstoff durchführen, um seine Leistungsfähigkeit zu bewerten
Was ist die Härte eines Werkstoffs?
Die Härte eines Werkstoffs ist sein Grad an Widerstand gegen Verformung unter äußerem Druck. Die Härte ist ein Indikator für die Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit eines Werkstoffs.
Sie beeinflusst die Auswahl von Werkstoffen für verschiedene Anwendungen direkt, etwa für Schneidwerkzeuge, Oberflächenbeschichtungen und mechanische Bauteile, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Durch die Messung der Härte können Industrien die Leistungsfähigkeit des Werkstoffs besser vorhersagen, Fertigungsprozesse optimieren und die Qualität der Endprodukte sicherstellen.
Was ist ein Härteversuch?
Ein Härteversuch ist ein mechanischer Versuch, den FILAB anbietet, um einen Werkstoff zu charakterisieren. Es handelt sich um eine Methode zur Bestimmung des Widerstands eines Werkstoffs gegen bleibende Verformung, wenn eine Kraft aufgebracht wird.
Beim Härteversuch wird ein Eindringkörper mit bestimmten Abmessungen unter einer definierten Last in die Oberfläche des geprüften Werkstoffs gedrückt. Dieser Versuch wird eingesetzt, um die Härte von Werkstoffen wie Metallen, Kunststoffen und Keramiken zu bewerten.
Wie misst man die Härte von Metallen?
Nach einem Härteversuch werden mehrere Aspekte des Materials überprüft.
- Die Verformung wird untersucht, um die dauerhafte Formänderung des Materials unter der Wirkung der aufgebrachten Last zu verstehen: Dabei werden Größe und Form des vom Eindringkörper hinterlassenen Eindrucks beobachtet.
- Die Riefenbildung wird geprüft, um sichtbare Spuren zu erkennen, die der Test hinterlassen hat und die die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Oberflächenverschleiß anzeigen.
- Auch die Eindringtiefe, die misst, wie tief der Eindringkörper in das Material eingedrungen ist, wird bewertet, um den inneren Widerstand gegen Verformung zu bestimmen.
- Schließlich wird die Eindrückung analysiert, insbesondere durch die Messung der genauen Abmessungen des Eindrucks, um einen quantifizierbaren Hinweis auf die Härte des Materials zu liefern.
Diese Prüfungen ermöglichen es, die mechanischen Eigenschaften des Materials zu charakterisieren und so seine Qualität sowie seine Eignung für spezifische industrielle Anwendungen sicherzustellen.
Warum einen Härteversuch an Ihren Werkstoffen durchführen?
Die Härteprüfung ist nicht nur bei der Entwicklung neuer Werkstoffe nützlich, sondern auch in der Qualitätskontrolle von Endprodukten, da sie deren Konformität mit Normen und Spezifikationen gewährleistet.
Eine Härteprüfung ermöglicht es, Folgendes zu:
Den Widerstand gegen Verformung messen, also die Fähigkeit, aufgebrachten Kräften standzuhalten, insbesondere Eindrücken, Kratzern oder Stößen.
Weitere wichtige mechanische Eigenschaften bestimmen, wie etwa die Zugfestigkeit, die oft korreliert.
Das Ausfallrisiko sowie die Beständigkeit gegen Verschleiß, Ermüdung und andere Formen der Schädigung bewerten, um die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit mechanischer Bauteile zu beurteilen.
Die Konformität der Werkstoffe mit den technischen Spezifikationen und Fertigungsnormen überprüfen, um die Qualität und Zuverlässigkeit der Endprodukte je nach Härte und Verhalten unter Belastung sicherzustellen.
Die Wirksamkeit von Wärmebehandlungen und Härtungsprozessen wie Abschrecken und Anlassen auf die Härte des Werkstoffs analysieren.
Das FILAB-Labor verfügt über Härteprüfverfahren, die auf die Beschaffenheit Ihrer Produkte und Werkstoffe abgestimmt sind
Unsere Leistungen zur Härtemessung
Prinzip: Eine Kugel aus Stahl oder Wolframkarbid wird unter einer bestimmten Last gegen die Oberfläche des Werkstoffs gedrückt.
Betroffene Werkstoffarten: hauptsächlich für Metalle und Legierungen verwendet.
Prinzip: Ein Eindringkörper (Diamantkegel oder Stahlkugel) wird unter einer Vorlast und anschließend unter einer Hauptlast in den Werkstoff gedrückt.
Betroffene Werkstoffarten: Metalle und bestimmte harte Polymere.
Prinzip : Eine quadratische Diamantpyramide wird unter einer bestimmten Last in den Werkstoff gedrückt.
Betroffene Werkstoffarten : Metalle, Keramiken und bestimmte Verbundwerkstoffe.
Shore-Prüfung (Durometer)
Prinzip : Ein Eindringkörper mit spezifischer Form wird unter einer bestimmten Last in den Werkstoff gedrückt.
Betroffene Werkstoffarten : hauptsächlich für Kunststoffe und Elastomere, mit geeigneten Skalen (Shore A, Shore D usw.).
Die bei FILAB durchgeführten mechanischen Prüfungen
Das FILAB-Labor, Spezialist für die Werkstoffcharakterisierung, verfügt über das Know-how und den Analysepark, um Sie bei Ihren Fragestellungen zur Härtemessung und mechanischen Charakterisierung mit verschiedenen Prüfungen zu unterstützen:
Härteprüfung: Vickers-Härte, Brinell, Rockwell
Prüfung unter Dauerlast
Härteprüfung zur Bestimmung des mechanischen Eindringwiderstands
Zugprüfung : Bauteil und/oder Probe
Weiterführende Informationen
Ergänzend zu diesen Prüfungen bieten wir Analysen zur chemischen Zusammensetzung Ihrer Werkstoffe an. Unsere Expertise ermöglicht es Ihnen, alle erforderlichen Informationen zur Verträglichkeit eines Werkstoffs mit seiner Umgebung zu erhalten.
Als unabhängiges Labor mit einem Team erfahrener Doktoren und Ingenieure garantiert FILAB die Zuverlässigkeit seiner Ergebnisse, sorgt für eine schnelle Bearbeitung der Anfragen sowie für eine persönliche Betreuung seiner Kunden.
FAQ
Die Wahl der Härteprüfmethode hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Härte des Werkstoffs, die Größe der Probe und die erforderliche Genauigkeit. Die Vickers-Methode wird oft für sehr harte Werkstoffe oder kleine Bauteile bevorzugt, während die Brinell-Methode für weichere Werkstoffe und große Proben verwendet wird.
Die Härtemessung ist für die Qualitätskontrolle in vielen Branchen von entscheidender Bedeutung, da sie direkte Informationen über die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen liefert, etwa über deren Verschleiß- und Verformungsbeständigkeit. So lässt sich sicherstellen, dass die Werkstoffe die für ihre Endanwendung erforderlichen Spezifikationen erfüllen.
Die Härteverlaufskurve von Werkstoffen ist die Erstellung einer Reihe von Messpunkten
an einer Probe, die dazu dienen, die Entwicklung der Härte (an
der Oberfläche, über eine Schweißnaht hinweg, …) in der Regel durch Eindringen zu bewerten.
Je nach Art der Beanspruchung kann die Härte auf verschiedene Weise gemessen werden. Die drei wichtigsten Härtearten sind Ritzhärte, Rückprallhärte und Eindringhärte.
Die Ritzhärte misst den Widerstand eines Werkstoffs gegen das Verkratzen durch einen anderen Werkstoff. Sie ist ein Hinweis auf die Fähigkeit eines Werkstoffs, einer oberflächlichen mechanischen Abnutzung zu widerstehen.
Anwendungsbeispiele: Identifizierung von Mineralien, Bewertung der Kratzfestigkeit von Oberflächenbeschichtungen.
Die Rückprallhärte misst die Fähigkeit eines Werkstoffs, sich nach einem Aufprall elastisch zu erholen. Bei dieser Methode wird die Rückprallhöhe eines auf die Oberfläche des Werkstoffs fallengelassenen Eindringkörpers gemessen. Anwendungsbeispiele: Bewertung der Elastizität elastischer Werkstoffe, Qualitätskontrolle von Metallen.
Die Eindringhärte misst den Widerstand eines Werkstoffs gegen Verformung unter dem Druck eines Eindringkörpers. Bei dieser Methode wird die Größe oder Tiefe des von einem Eindringkörper unter einer bekannten Last hinterlassenen Eindrucks bewertet. Anwendungsbeispiele: Charakterisierung von Metallen, Qualitätskontrolle von Legierungen, Bewertung von Wärmebehandlungen.
Die Härte von Werkstoffen wird mithilfe verschiedener Methoden gemessen, die den Widerstand eines Materials gegen dauerhafte Verformung unter unterschiedlichen Belastungen bewerten.
Die Rockwell-Härte misst die Eindringtiefe, die durch eine auf einen Eindringkörper ausgeübte Last verursacht wird. Diese Methode ist schnell und wird häufig für Metalle und Legierungen eingesetzt. Anwendungsbeispiele: Härte von harten und weichen Metallen, Beurteilung des Härtens und Anlassens von Stählen.
Die Vickers-Härte misst den Widerstand gegen Eindrücken mithilfe eines pyramidenförmigen Diamanteindringkörpers. Sie eignet sich besonders für harte und dünne Werkstoffe. Anwendungsbeispiele: Härte von Keramiken, Metallen, dünnen Schichten und Beschichtungen.
Die Brinell-Härte misst den Widerstand gegen Eindrücken unter Verwendung einer Kugel aus Stahl oder Wolframkarbid. Anwendungsbeispiele: Härte von Metallen und Legierungen, insbesondere bei Werkstoffen mit grober oder inhomogener Gefügestruktur.
Die Shore-Härte misst den Widerstand eines Materials gegen elastische Verformung. Diese Methode wird häufig für Polymere und Elastomere verwendet. Anwendungsbeispiele: Härte von Gummi, Kunststoffen und Elastomeren.
Diese verschiedenen Härtemessungen ermöglichen es, den Widerstand von Werkstoffen gegen unterschiedliche Formen von Verformung und Verschleiß zu charakterisieren, abhängig von ihren spezifischen Anwendungen und mechanischen Eigenschaften.
Die Wahl der Methode für den Härteversuch hängt von der Mikrostruktur und der Homogenität des Materials, der Materialart, der Größe des Bauteils und dem Oberflächenzustand ab.
Für homogene Werkstoffe eignen sich die Methoden Rockwell, Vickers und Brinell, während bei heterogenen Werkstoffen die Brinell-Methode vorzuziehen ist. Harte Metalle werden häufig mit Rockwell (HRC) oder Vickers geprüft, weichere Metalle können mit Rockwell B oder Brinell geprüft werden, und Polymere sowie Elastomere werden mit der Shore-Methode geprüft.
Große Bauteile profitieren von der Brinell-Methode, während kleine Bauteile und dünne Schichten besser mit Vickers geprüft werden.
Für raue Oberflächen sind Brinell und Rockwell besser geeignet, während Vickers ideal für polierte und gut vorbereitete Oberflächen ist.
Die Härte eines Werkstoffs wird durch seine chemische Zusammensetzung, seine Mikrostruktur, Wärmebehandlungen und mechanische Bearbeitungen beeinflusst. Auch Reinheit, Temperatur, Druckbedingungen und Oberflächenbehandlungen spielen eine Rolle. Diese Umwelt- oder Einsatzbedingungen wirken zusammen, um die endgültige Härte des Werkstoffs zu bestimmen.
Die Härte eines Stahls ist ein wesentliches Merkmal, das seine Widerstandsfähigkeit gegen Verformung und Verschleiß bestimmt (Widerstandsfähigkeit eines Stahlträgers). Sie ist besonders wichtig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Raumfahrt und vielen weiteren. Die Messung der Härte stellt sicher, dass die verwendeten Materialien den spezifischen Anforderungen jeder Anwendung entsprechen und so die Sicherheit und Langlebigkeit der Endprodukte gewährleisten.
