Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen

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1 Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Prof. Dr.-Ing. Wolfgang W. Weiler Dipl.-Ing. Dietmar H. Leeb Dr.-Ing. Klaus Müller Dipl.-Ing. Dirk M. Rupp 2., aktualisierte und erweiterte Auflage Mit 150 Bildern Kontakt & Studium Band 155 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Technische Akademie Esslingen Weiterbildungszentrum Dipl.-Ing. FH Elmar Wippler, expert verlag expert [1$ vertag

2 Inhaltsverzeichnis Herausgeber-Vorwort Autoren-Vorwort 1 Grundlagen der Härteprüfung 1 W.W. Weiler 1.1 Die Härte als Erfahrung Der technische Begriff Härte Die physikalischen Einheiten und ihre Anwendung bei der Härteprüfung Der Prüfeindruck Wirksame Kräfte und Eindringvorgang Härte und Werkstoffeigenschaften Geschichtlicher Überblick 20 2 Statische Härteprüfverfahren für die Prüfung von Metallen 22 W.W. Weiler 2.1 Verfahren, die den Härtewert als Quotienten aus Prüfkraft und Eindruckoberfläche des nach Fortnahme der Prüfkraft bleibenden Eindrucks definieren Härteprüfung nach Brinell (DIN ) Härteprüfverfahren nach Vickers (DIN ) Verfahren, die den Härtewert als Quotient aus der Prüfkraft und der Projektionsfläche des bleibenden Eindrucks definieren Härteprüfung nach Knoop Verfahren, die den Härtewert unmittelbar mit Hilfe der bleibenden Eindringtiefe definieren Verfahren nach Rockwell (DIN ) Verfahren, die den Härtewert mit Hilfe der Eindringtiefe unter wirkender Prüfkraft definieren Universalhärte" Verfahren mit Umwertung UCI-Verfahren Modifiziertes Verfahren nach Brinell HBT Umwertung von Härtewerten 96

3 2.7 Härteprüfung mit kleinen und sehr kleinen Prüfkräften Härteprüfverfahren nach Vickers mit kleinen und sehr kleinen Prüfkräften Modifiziertes Universalhärteprüfverfahren Kontinuierliche Härteprüfung 120 D.-M. Rupp Abgrenzung zu den genormten Härteprüfverfahren und Überblick Kontinuierliche Härteprüfung nach Stöferle und Theimert Kontinuierliche Härteprüfung nach Dengel und Kroeske Kontinuierliche Härteprüfung nach einer Entwicklung an der amtlichen Materialprüfanstalt für Werkzeuge, Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik in Hannover Härteprüfgeräte für die Prüfung metallischer Werkstoffe 132 D.-M. Rupp 3.1 Übersicht Härteprüfgeräte für statische Härteprüfverfahren Prinzipieller Aufbau Krafterzeugung und Kraftregelung Verspannung der Probe Eindringkörper Meßeinrichtungen Tiefenmeßeinrichtungen Optische Meßeinrichtungen Härteprüfgeräte für statische Härteprüfverfahren mit Messung der Härte unter Prüf kraft Härteprüfgeräte für statische Härteprüfverfahren, bei denen der Härtewert mit Hilfe einer Umrechnung gewonnen wird Kleinlast- und Mikrohärteprüfgeräte Härteprüfgeräte für dynamische Härteprüfverfahren Härtevergleichsplatten Automatisierung in der Härteprüfung Fehler bei der Härteprüfung Stoffbedingte Fehler Gerätebedingte Fehler Fehler am Eindringkörper Fehler im Belastungssystem Fehler im Steifigkeitsverhalten der Maschine Fehler der Meßeinrichtung Versuchsbedingte Fehler Bedienungs-, Ablese-, Beobachtungs-und Auswertefehler Prüfung von Härteprüfgeräten 163

4 3.7.1 Überprüfung der Härteprüfgeräte durch den Betreiber Prüfung von Härteprüfgeräten durch ein neutrales Prüfinstitut 163 Technische Regeln 166 W.W. Weiler 5 Härteprüfung an Kunststoffen, Gummi und Beschichtungen 171 K. Müller 5.1 Übersicht Einflüsse auf die Härteprüfung Härteprüfverfahren für Kunststoffe und Gummi Gemeinsamkeiten der Verfahren Auswahlkriterien Genormte Verfahren Sonderverfahren Härtebereiche Härtebereiche für Kunststoffe Härtebereiche für Gummi (Elastomere) Härtebereiche für dünne Schichten Anwendungsbereiche Umwertungen Probenvorbereitung Probenherstellung Probenbearbeitung Probenfixierung zur Messung Konditionierung Kritische Anmerkungen und Ausblick Anwendung der Härteprüfung Anwendungsbereiche für Kugeldruck- und Vickershärte Einfluß der Prüfkraft auf den Härtewert Einfluß der Belastungsdauer auf den Härtewert Einfluß der Eindruckvermessung auf den Härtewert Einfluß der Probendicke auf den Härtewert Einfluß der Eindruck-Abstände auf den Härtewert Einfluß mechanischer Probenbeanspruchung auf den Härtewert Untersuchung des temperaturabhängigen Werkstoffverhaltens von Kunststoffen, Gummi und Lacken Untersuchung des feuchteabhängigen Werkstoffverhaltens 219

5 Untersuchung der Weichmacher-Wirksamkeit Untersuchung von Werkstoffveränderungen infolge Witterungs- und Chemikalien-Einwirkung Untersuchung inhomogener Gefügeausbildung teilkristalliner Thermoplaste Untersuchung von Makromolekül-Orientierungen Untersuchung von Aushärtungsvorgängen bzw. -bedingungen Korrelation von Härte und anderen mechanischen Eigenschaften Tabellarische Zusammenstellungen und Übersichten Übersicht zur Auswahl von Härteprüfverfahren (Tabelle 5.1) Härteprüfverfahren (Tabellen 5.2 bis 5.12) Sonderverfahren für Kunststoffe und Gummi sowie für dünne Schichten (Tabellen 5.13 und 5.14) Härtezahlen für Kunststoffe, Gummi und Beschichtungen (Tabellen 5.15 bis 5.20) Anwendungsbereiche von Härteprüfverfahren (Tabelle 5.21) Probenherstellung, -bearbeitung und -fixierung zur Messung (Tabellen 5.22 bis 5.24) Konditionierung (Tabelle 5.25) Fehlerursachen und Abhilfe Literatur Dynamische Härteprüfung 269 D.H. Leeb 6.1 Einleitung Einteilung der dynamischen Prüfverfahren Allgemeine Kennzeichen dynamischer Härteprüfvergäte Verfahren mit Verformungsmessung Allgemeine Bemerkungen zu den Verfahren Das Baumann-Steinrück-Verfahren Das Poldihütten-Verfahren Das ERNST-Verfahren Anwendungshinweise zu Verfahren und Prüfgeräten Verfahren mit Energiemessung Allgemeine Bemerkungen zu den Verfahren Das SHORE-Verfahren Anwendungshinweise zum Shore-Verfahren EQUOTIP-Verfahren Anwendungshinweise zum Equotip-Verfahren 289

6 Literaturverzeichnis 290 Sachregister 295 Autorenverzeichnis 298