Härteprüfung nach Brinell / Vickers / Rockwell

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1 1/19 Hamburger Fern Hochschule / Studienzentrum Kaiserslautern Fachbereich Technik: Wirtschaftsingenieurwesen (B.Eng.) Werkstofftechnik Labor an der Fachhochschule Kaiserslautern (Morlauter Str. 31, Kaiserslautern, Stadort I, Gebäude I) Semester: Gruppe: Gruppenteilnehmer: atum: Protokollführer: Matrikel Nr.: 1 1,, Peter Kubik, 10. April 010 Peter Kubik xxxxxxx

2 /19 Inhaltsverzeichnis efinition der Härte Grundlagen der Härteprüfung Härteprüfverfahren Härteprüfung nach Brinell efinition der Brinellhärte Messvereinbarungen Wahl des Beanspruchungsgrad arstellung der Messergebnise Umrechnung von Härtewerten Härteprüfung nach Vickers... efinition der Vickershärte Messvereinbarungen Wahl der Prüfkraftstufe arstellung der Messergebnisse..... Härteprüfung nach Rockwell efiniton der Rockwellhärte..... Messvereinbarungen arstellung der Messergebnisse Versuchsdurchführung Prüfeinrichtung Referenzmittel Prüfdurchführung Prüfergebnisse iskussion der Ergebnisse... Quellenverzeichnis Bücher Abbildungen iese atei wurde unter der GNU Lizenz für freie okumentation veröffentlicht

3 3/ efinition der Härte Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines härteren Körpers entgegensetzt. (Adolf Martens).0 Grundlagen der Härteprüfung as Merkmal hart wird in der Technik zur Beschreibung unterschiedlicher Werkstoffeigenschaften benutzt. Allgemein wird der Werkstoffwiderstand gegen das Eindringen eines Fremdkörpers in den oberflächennahen Werkstoffbereich als Härte bezeichnet. ie Härte selbst wird nicht direkt gemessen, sondern aus primären Messgrößen wie Eindruckdurchmesser, Eindringtiefe und Prüfkraft. Viele Bauteile wie Achsen, Zahnräder, Wellen oder Schienen unterliegen einer großen Verschleißbeanspruchung. Bei diesen Bauteilen stellt die Härte die Verschleißbeständigkeit dar. Auch lassen sich aus der Härte weitere mechanische Kenngrößen wie die Zugfestigkeit oder die Streckgrenze relativ genau ableiten. 3.0 Härteprüfverfahren Grundsätzlich gibt es drei Härteprüfverfahren: quasistatisch, dynamisch und Ritzverfahren. Härteprüfverfahren QUASISTATISCH YNAMISCH RITZVERFAHREN Brinell Vickers Rockwell Plastische Verformung Kugelschlaghärteprüfung Elastische Verformung Rücksprunghärteprüfung Mohns Martens Abb : Schematisch arstellung der Härteprüfverfahren ie zu Härteprüfung notwendigen Maschinen sind entweder für ein spezielles Härteprüfverfahren konstruiert oder durch die Möglichkeit den Prüfkopf zu wechseln für mehrere Prüfverfahren ausgelegt. abei handelt es sich um sogenannte Universalprüfmaschinen. In der Praxis haben nur die Verfahren mit Quasistatischerbelastung Bedeutung. ie Härteprüfung ist relativ schnell, kostengünstig und praktisch zerstörungsfrei vor Ort durchführbar. Aufgrund der geringen Beschädigung der Werkstücke eignet sich dieses Verfahren sogar für 100% Prüfungen an Sicherheitsteilen in der industriellen Fertigung.

4 4/ Härteprüfung nach Brinell Bei der Härteprüfung nach Brinell (IN EN ISO ) wird eine Hartmetallkugel aus Wolframkarbid mit genormten urchmesser von 10, 5,,5 oder 1mm verwendet. ie Kugel wird mit einer genormnten Prüfkraft senkrecht und stoßfrei, in nicht weniger als zwei oder mehr als acht Sekunden, auf das Werkstück aufgebracht (Abb : t0 t1) und für die auer von 10 bis 15 Sekunden (Normzeit) bei weichen Werkstoffen von mindestens 30 Sekunden in das Messobjekt eingedrückt (Abb : t1 t). adurch bildet sich im Werkstück eine Kugelkalotte aus. er urchmesser und die Prüfkraft ist abhängig vom zu prüfenden Werkstoff. ie Einwirkzeiten können aber auch gesondert gewählt werden. ies muss dann in der Härtebezeichnung beschrieben werden. Abschließend wird die Probe entlastet (Abb : t te). Abb : Prüfkraft Zeit Verlaufdiagramm a aus messtechnischen Gründen der Prüfeindruck nicht zu tief und flach sein sollte, ist die Prüfkraft so zu wählen, dass der Eindruckdurchmesser % des Kugeldurchmessers entspricht. Um Textureinflüsse zu eliminieren, wird der aithmetische Mittelwert aus zwei senkrecht zueinander stehenden urchmesser (d1 und d) ermittelt. ie Härteprüfung nach Brinell ist für Werkstoffe von bis zu 450 HB (mittlere Härte) vorgesehen. Abb. 4.0.: Prinzip des Brinell Verfahrens mit Eindruckkörper und Prüfeindruck

5 5/ efinition der Brinellhärte ie Brinellhärte HB ist definiert als Prüfkraft F (in N), bezogen auf die Eindruckfläche A K (in mm²) des kalottenförmigen Eindruckes. HB= F AK ie Konstante wurde bei der Umstellung von Kilopond (kp) auf das SI System (von frz. Système international d unités / Internationales Einheitensystem) eingeführt und wird verwendet, um die neuen Werte (mit Newton als Krafteinheit berechnet) besser mit den älteren Härtewerte (mit Kilopond als Krafteinheit berechnet) vergleichen zu können. 1kp=9,80665 kg m s 1 N=1 kg m s 1kp=9,80665 N 0,10 kp 1 N ie Kalottenfläcke A K wird berechnet aus dem Kugeldurchmesser, der Eindrucktiefe h und der Kreiszahl. Eingesetzt in die Brinellhärteformel ergibt sich HB= F h Nun muss noch die Eindrucktiefe h bestimmt werden. iese lässt sich mit dem Satz des Pythagoras herleiten. In den Kugeldurchmesser, der den Eindruckkreis erzeugt, wird ein rechtwinkliges reieck eingezeichnet. Abb : Berechnung der Brinell Eindrucktiefe er Satz des Pythagoras besagt, das c² =a² b² ist. Ersetzen wir a, b und c durch d, h und erhalten wir d = h. Jetzt noch nach h umstellen

6 6/19 d = h d d = h auflösen d = h 4 4 d d = h 1 =h sortieren d h= 4 d h= 4 4 d h= Eingesetzt in die Brinellhärteformel ergibt sich HB= F d HB= F d 4. Messvereinbarungen er Prüfwerkstoff wird in einem Bereich neben und unterhalb des Kugelabdruckes plastisch verformt und kaltverfestigt. adurch ändern sich die Härteeigenschaften und es müssen einige Messvereinbarungen getroffen werden, um vergleichbare Messwerte zu erhalten. Abb. 4..1: Verformungsfehler

7 7/19 Härteprüfung bei Raumtemperatur durchführen (3 C ±5K) Kugeldurchmesser so groß wie möglich wählen, um einen möglichst großen für die Probe representativen Bereich zu erfassen Kugeldurchmesser ist nach IN EN genormt (10, 5,,5 und 1mm) Eindruckdurchmesser beträgt % des Kugeldurchmesser Probenmindestdicke beträgt etwa das Acht bis Zehnfache der Eindrucktiefe, um den Einfluss der Prüfkörperunterlasge auszuschließen. ie für die Praxis ausreichende Vergleichbarkeit der Prüfergebnisse ist dann bedingt gegeben, wenn der Prüfkugeldurchmesser, der zu prüfende Werkstoff, die Prüfkraft und die Einwirkdauer der Prüfkraft übereinstimmen. Aufgrund des relativ großen Prüfabdruckes ist diese Art der Härteprüfung besonders für inhomogene Werkstoffe geeignet (u.a. Grauguss, Gusseisen und Holz). Mindesabstand der Prüfeindrücke zueinander Werkstoffhärte 150HB: 4 Eindruckdurchmesser Werkstoffhärte < 150HB: 6 Eindruckdurchmesser Mindesabstand der Prüfeindrücke zum Rand des Werkstoffes Werkstoffhärte 150HB:,5 Eindruckdurchmesser Werkstoffhärte < 150HB: 3 Eindruckdurchmesser 4.3 Wahl des Beanspruchungsgrad Um vergleichbare Werte zu erhalten, muss der Quotient zwischen Prüfkraft und Kugeldurchmesserquadrat konstant gehalten werden. ieses Verhältnis wir Beanspruchungsgrad genannt. Beanspruchungsgrad= F Kugeldurchmesser [in mm] Beanspruch= Werkstoffe ungsgrad Brinellhärte= 10 grenzen [HB] 5,5 1 Prüfkraft F [in N] Stahl Nickellegierung 30,0 Titanlegierungen Gusseisen Kupfer Kupferlegierungen >= , , ,0 94, >= 00 Abb : Beanspruchungsgrad Tabelle (Teil 1 von )

8 8/19 Kugeldurchmesser [in mm] Beanspruch= Werkstoffe ungsgrad Gusseisen Kupfer 10,0 Kupferlegierungen Leichtmetalle 5,0 grenzen [HB] 5,5 1 Prüfkraft F [in N] >= ,0.45,0 61,9 98, ,0 1.6,0 306,5 49,0.45,0 61,9 153,5 4,5 980,7 45, 6,3 9, Leichtmetalllegierungen > 80 Kupfer < 35 Kupferlegierungen Leichtmetalle 10 Brinellhärte= Leichtmetalllegierungen,5 1,0 Leichtmetalle Leichtmetalllegierungen Blei und Zinn Abb. 4.3.: Beanspruchungsgrad Tabelle (Teil von ) 4.4 arstellung der Messergebnisse ie arstellung der Messergebnisse der Brinellhärtemessung wird wie an nachstehenden Beispielen angegeben. 1 0 H B W 5 / 5 0 / 3 0 Belastungsdauer in Sekunden Prüfkraft in kp (kp:0,10 = N) Kugeldurchmesser in mm Kugelwerkstoff: Wolframkarbit Härteverfahren: Härte Brinell Härtewert Abb : arstellung Brinellhärte mit Belastungszeit > 15 Sekunden

9 1 0 H B W 9/19 5 / 5 0 Belastungsdauer: Sekunden (Norm) Prüfkraft in kp (kp:0,10 = N) Kugeldurchmesser in mm Kugelwerkstoff: Wolframkarbit Härteverfahren: Härte Brinell Härtewert Abb. 4.4.: arstellung Brinellhärte mit Normbelastungszeit ( Sekunden) 4.5 Umrechnung von Härtewerten ie Brinellhärte kann zur arstellung der Festigkeit Rm herangezogen werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die nachstehenden Faktoren zur Umrechnung auf urchschnittswerte beruhen, die aus einer Vielzahl von Messungen herausgegangen ist und den Zugversuch nicht ersetzen! Bei solch ermittelten Werten ist dies stets mit anzugeben. Rm Stahl HB 3,5 Rm AlCuMg HB 3,7 Eine Umrechnung der Brinellhärte in die Vickershärte (HV) und umgekehrt ist auch möglich, sind aber auch nur Näherungswerte. Siehe dazu auch die IN EN ISO 1865 im Anhang. HV HB 0,95 HB HV 0,95

10 5. 10/19 Härteprüfung nach Vickers ie Härteprüfung nach Vickers (IN EN ISO ) wird mit einer regelmäßigen, vierseitigen iamantpyramide durchgeführt. iese hat einen Flächenöffnungswinkel von 136. ieser Winkel wurde gewählt, weil der Tangentenkegel eines im optimalen Arbeitsbereich liegenden Brinelleindruckes mit d=0,375 gerade den gleichen Winkel einschließt. Auf diese Weise erhält man Vickers und Brinellhärten, deren Maßzahlen bis zu einem Betrag von etwa 350 übereinstimmen. as Vickersverfahren liefert die genauesten Meessergebnisse und hat von allen Härteprüfverfahren den breitesten Anwendungsbereich. So ist es möglich die härtesten Werkstoffe (u.a. CBN, Sinterhartmetalle), dünne Randschichten und neue Werkstoffe auf ihre Härte hin zu prüfen. ie Wahl der Prüfkraft ist abhängig von der Prüfaufgabe. Gemessen wird im Makro, Kleinlast und Mikrobereich. a bei Belastungen von > 50N die Prüfeindrücke geometrisch ähnlich ausfallen ist für Werkstoffe deren dünne Randschicht (z.b. aufgesputterte Schichten), einzelne Gefügebestandteile oder Körner heterogener Werkstoffe gemessen werden soll die Kleinlast und Mikrohärteprüfung mit Belastungen < 50N vorgesehen. ie einzelen Bereiche lassen sich untereinander nicht vergleichen. Wie bei der Brinellhärteprüfung wird der Einringkörper mit einer genormnten Prüfkraft senkrecht und stoßfrei, in nicht weniger als zwei oder mehr als acht Sekunden, auf das Werkstück aufgebracht (Abb : t0 t1) und für die auer von 10 bis 15 Sekunden (Normzeit) in das Messobjekt eingedrückt (Abb : t1 t). Bei Werkstoffe mit einem niedrigen Schmelzpunkt und der Neigung zum Nachfließen können andere Belastungsdauern vereinbart werden. Es bildet sich ein rechteckiger, pyramidenförmiger Eindruck. Abschließend wird die Probe entlastet (Abb : t te). Abb. 5.0.: Prinzip des Vickers Verfahrens mit Eindruckkörper und Prüfeindruck 5.1 efinition der Vickershärte ie Vickershärte HV ist definiert als Prüfkraft F (in N), bezogen auf die Eindrucksfläche A P (in mm²) des pyramidenförmigen Eindrucks. HV = F AP

11 11/19 ie Konstante wurde bei der Umstellung von Kilopond (kp) auf das SI System (von frz. Système international d unités / Internationales Einheitensystem) eingeführt und wird verwendet, um die neuen Werte (mit Newton als Krafteinheit berechnet) besser mit den älteren Härtewerte (mit Kilopond als Krafteinheit berechnet) vergleichen zu können. 1kp=9,80665 kg m s 1 N=1 kg m s 1kp=9,80665 N 0,10 kp 1 N ie Pyramidenfläche A P wird berechnet aus dem arithmetischen Mittelwert des urchmesser d zum Quadrat, geteilt durch cos. Eingesetzt in die Vickershärteformel ergibt sich HV= F d cos F cos HV = d F HV= 0,1891 d 5. Messvereinbarungen Bei kleinen Prüfkräften dürfen die Härtewerte nur dann miteinander verglichen werden, wenn sie mit der gleichen Prüfkraft ermittelt wurden. Härteprüfung bei Raumtemperatur durchführen (3 C ±5K) Probe auf eine starre Unterlage legen und Verunreinigungen an Unterlage und Probekörper vermeiden. Probenmindestdicke beträgt etwa das 1,5 fache der Eindruckdiagonale, um den Einfluss der Prüfkörperunterlasge auszuschließen. Mindesabstand der Prüfeindrücke zueinander Stahl: 3 Eindruckdiagonale Aluminium: 6 Eindruckdurchmesser Mindesabstand der Prüfeindrücke zum Rand des Werkstoffes Stahl:,5 Eindruckdurchmesser Aluminium: 3 Eindruckdurchmesser Abb. 5..1: Vickershärte in Abhängigkeit der Prüfkraft (schematisch)

12 1/ Wahl der Prüfkraftstufe ie Wahl der Prüfkraft ist von der Prüfaufgabe abhängig. ie Härtewerte sind untereinander in den Bereichen (Makro, kleinlast und Mikrobereich) nicht vergleichbar. er Ultramikrohärtebereich für Prüflasten 0,01N ist noch nicht genormt. Makrobereich Kleinlastbereich Mikrobereiche Prüfbedingung Prüfkraft F [in N] Prüfbedingung Prüfkraft F [in N] Prüfbedingung Prüfkraft F [in N] HV 100, ,700 HV 003,000 09,40 HV 000, ,981 HV 050, ,300 HV 00, ,613 HV 000, ,490 HV 030,000 94,00 HV 001, ,807 HV 000,05 000,45 HV 00, ,100 HV 000, ,903 HV 000,00 000,196 HV 010, ,070 HV 000,300 00,94 HV 000, ,098 HV 005, ,030 HV 000,00 001,961 Abb : Prüfkraftstufen Tabelle für Vickershärte 5.4 arstellung der Messergebnisse ie arstellung der Messergebnisse der Vickershärtemessung wird wie an nachstehenden Beispielen angegeben H V 1 / 0 Belastungsdauer in Sekunden Kennziffer für die Prüfkraft [in N 0,10] Härteverfahren: Härte Vickers Härtewert Abb : arstellung Brinellhärte mit Belastungszeit > 15 Sekunden H V 1 Belastungsdauer: Sekunden (Norm) Kennziffer für die Prüfkraft [in N 0,10] Härteverfahren: Härte Vickers Härtewert Abb : arstellung Brinellhärte mit Normbelastungszeit ( Sekunden)

13 6. 13/19 Härteprüfung nach Rockwell Beim Härteprüfverfahren nach Rockwell stehen verschiedene Eindringkörper zur Verfügung. Als Eindringkörper werden entweder eine Hartmetallkugeln (urchmesser 1/16 Zoll = 1,59 mm oder 1/8 Zoll = 3,18 mm) oder ein iamantkegel mit einem spitzen Winkel von 10 verwendet. ie früher verwendeten Stahlkugeln sind heutzutage nicht mehr zulässig. adurch ergeben sich zahlreiche Verfahren zur Härteprüfung nach Rockwell. Bei dem im Werkstoffkundelabor universellsten und wichtigsten Rockwellverfahren, wird als Eindringkörper der iamantkegel verwendet. Im Gegensatz zu den Härteprüfverfahren nach Brinell und Vickers wird bei Rockwell nicht die Größe des Eindrucks (Quotient aus Prüfkraft pro Eindruckfläche), sondern die bleibende Eindringtiefe h gemessen und mit Hilfe eines Tiefenmessgerätes abgelesen. er Eindringkörper wird mit einer entsprechend genormten Prüfvorkraft F0 (in N) stoß und schwingungsfrei in die Oberfläche eingedrückt [Abb /1]. adurch sollen möglichst die Unebenheiten der Oberfläche auf den Härtewert (Zunderschichten und Aufhärtungen) ausgeschlossen werden. er iamantkegel definiert so sein Nullniveau. Anschließend wird die Prüfzusatzkraft F1 (in N) in einem Zeitraum von zwei bis acht Sekunden aufgebracht. urch die Gesamtlast F=F0+F1 (in N) gibt der Werkstoff nach und verformt sich plastisch und elastisch [Abb /]. Abb : Prüfablauf nach Rockwell ie Prüfzusatzkraft wird anschließend weggenommen, was eine elastische Tiefenrückverformung zur Folge hat [Abb /3]. ie verbleibende Eindrucktiefe bei wirkender Prüfkraft wird erfasst und entsprechend einer festen linearen Beziehung zwischen Eindringtiefe und Rockwellhärte durch die Prüfmaschine berechnet. er Wert für die Rockwellhärte kann anschließend direkt abgelesen werden. 6.1 efinition der Rockwellhärte ie Rockwellhärte HR ist definiert als Zahlenwert N, abzüglich dem Betrag aus Eindrucktiefe h (in mm) geteilt durch dem Skalenwert S (in mm). HR=N h S

14 14/19 Abb : Auszug aus Rockwelltabelle 6. Messvereinbarungen Um zu gewährleisten, dass man Härtewerte erhält, die vergleichbar und reproduzierbar sind, müssen auch beim Härteprüfverfahren nach Rockwell verschiedene Messvereinbarungen eingehalten werden. Härteprüfung bei Raumtemperatur durchführen (3 C ±5K) Mindesabstand der Prüfeindrücke zueinander 4 Eindruckdurchmesser (mindestens mm) Mindesabstand der Prüfeindrücke zum Rand des Werkstoffes,5 Eindruckdurchmesser (mindestens 1mm) ie zu prüfende Werkstoffprobe sollte eine Mindestdicke haben, die etwa dem 10 fachen der Eindringtiefe entspricht, da es ansonsten zu Verformung an der Rückseite der geprüften Probe kommen kann. 6.3 arstellung der Messergebnisse ie arstellung der Prüfergebnisse erfolgt unter Angabe des Kennbuchstabens des Rockwell Prüfverfahren (z.b. 50 HRC) und ist nach IN EN ISO genormt

15 7. 15/19 Versuchsdurchführung ie Aufgabestellung sieht vor, dass die Härte zweier Werkstoffproben (Stahl und Aluminium) jeweils mit der Härteprüfmethode nach Brinell und Vickers zu ermitteln ist. Anhand der Ergebnisse ist zu bewerten, ob die unterschiedlichen Härteprüfverfahren miteinander vergleichbar sind. Mit dem Rockwellprüfverfahren ist die Härte eines Fräsers aus Schnellarbeitsstahl zu messen. 7.1 Prüfeinrichtung Als Universalprüfmaschine steht eine Wolpert IA Tronic RC mit igitalmaßstab SMP 150 und ein handelsüblicher Personalcomputer mit Auswertesoftware zur Verfügung. Abb : Schematischer Aufbau einer Universalprüfmaschine 7. Referenzmittel Als Referenz zur Überprüfung der Messeinrichtung werden K Kalibrierte Härtevergleichsplatten mit nachstehenden Werten benutzt. Brinellhärteverfahren: 9 HBW ±,5 HBW Vickershärteverfahren: 7 HV ±1,9 HV Rockwellhärteverfahren: 61 HRC ±0,31 HRC Als Prüfprobe für Brinell und Vickers werden Prüfadapter aus Stahl (C45) und Aluminium (AlCuMgPb) und für Rockwell ein Fräser aus Hochleistungs Schnellschnitt Stahl benutzt.

16 16/ Prüfdurchführung Brinell: Bei der Prüfung nach Brinell wird als Eindringkörper eine,5 mm Hartmetallkugel verwendet. ie Härtevergleichsplatte und der C45 Stahl werden mit einer Prüfkraft von 1839 N und das Aluminium mit 61,9 N belastet. ie Aufbringzeit beträgt acht Sekunden, die Lasteinwirkzeit 1 Sekunden. Anschließend werden die iagonalen mit dem igitalmaßstab (siehe Abb ) vermessen und die Härte berechnet. Abb : Mikroskopischer Brinell Abdruck Vickers: Bei der Prüfung nach Vickers wird als Eindringkörper eine iamandpyramide mit 136 Öffnungswinkel verwendet. ie Härtevergleichsplatte, der C45 Stahl und das Aluminium werden mit einer Prüfkraft von 94, N belastet. ie Aufbringzeit beträgt acht Sekunden, die Lasteinwirkzeit 1 Sekunden. Anschließend werden die iagonalen mit dem igitalmaßstab (siehe Abb ) vermessen und die Härte berechnet. Abb. 7.3.: Mikroskopischer Vickers Abdruck Rockwell: Bei der Prüfung nach Rockwell wird als Eindringkörper ein iamandkelgel mit 10 Öffnungswinkel verwendet. ie Härtevergleichsplatte und der HSS Fräser werden mit einer Vorkraft von 98,1 N belastet. Als anschließende Prüfkraft werden 137,9 N für 10 Sekunden aufgebracht. ie Prüfung und Auswertung läuft automatisch ab. Abb : Mikroskopischer Rockwell Abdruck

17 17/ Prüfergebnisse Prüfverfahren: Brinell Eindringkörper: Hartmetallkugel [=,5mm] Beanspruch= Lastein= Prüfkraft [N] ungsgrad [B] wirkzeit [s] 1 Härtevergleichsplatte [9,0 HBW ±,5 HBW] 1 1 C AlCuMgPb Werkstoff Einzelwert 88,9 90,3 07,4 197,4 14,7 19,3 Mittelwert Rm [Mpa] 89, ,60 0,40 708,40 17,00 469,90 Härtevergleichsplatte: 90 HBW,5 / 188 / 1 C45: 0 HBW,5 / 188 / 1 AlCuMgPb: 17 HBW,5 / 063 / 1 Prüfverfahren: Vickers Eindringkörper: iamantpyramide [136 Öffnungswinkel] Werkstoff Prüfkraft [N] Härtevergleichsplatte [7,0 HV ±1,9 HV] 94 C45 94 AlCuMgPb 94 Lastein= wirkzeit [s] Einzelwert ,1 6,1 16,0 196,7 19,7 16,8 Mittelwert Rm [Mpa] 5,10 787,85 06,35 7,3 18,5 474,53 Einzelwert Mittelwert Härtevergleichsplatte: 5 HV 30 / 1 C45: 06 HV 30 / 1 AlCuMgPb: 18 HV 30 / 1 Prüfverfahren: Rockwell Eindringkörper: iamantkegel [10 Öffnungswinkel] Werkstoff Vorkraft [N] Prüfkraft [N] Härtevergleichsplatte [61% RHC ±0,31RHC] 98,1 1.37,9 HSS-Fäser 98,1 1.37,9 Lastein= wirkzeit [s] ,4 60,1 61, 6,5 59,75 61,85 Härtevergleichsplatte: 60 HRC HSS Fräser: 6 HRC

18 18/ iskussion der Ergebnisse ie Mittelwerte der Härtemessungen an den Härtevergleichsplatten für die Prüfmethoden Brinell und Vickers lagen innerhalb der entsprechenden Toleranz. Einzelwerte weichen von der Toleranz ab, da die Prüfplatten sehr stark mit Prüfabdrücken frequentiert sind und der Mindestabstand zwischen den einzelnen Abdrücken nicht mehr eingehalten werden konnte. adurch wurden Eindrücke in bereits kaltverfestigte Bereiche vorgenommen. Auch die Werte der Härtevergleichsplatten bei der Prüfmethode Rockwell wichen wegen kaltverfestigungen von der Toleranz ab. ie Härtewerte für den C45 Stahl und das Aluminium, die durch die Härteprüfmethoden nach Vickers und Brinell ermittelt wurden, zeigen dass beide Methoden etwa vergleichbare Werte für die Härte liefern. urch die ermittelten Härtewerte nach Vickers und Brinell können auch ungefähre Aussagen über die Zugfestigkeit getroffen werden. iese Angaben sind jedoch Näherungswerte, die einen entsprechenden Zugversuch nicht ersetzen. Um eine ungefähre Aussage über die Zugfestigkeit treffen zu können, müssen die gemessenen Härtewerte für Stahl mit dem Faktor 3,5 und Aluminium mit dem Faktor 3,7 multipliziert werden.

19 19/19 8. Quellenverzeichnis 8.1 Bücher Prof. r. Ing. habil. Horst ieter Tietz SB: Werkstofftechnik Prof. r. Ing. J.E. Hoffmann Lehrgebiet Werkstoffkunde Werkstofftechnick Labor Prof. r. Knipfelberg Labor für Werkstoffkunde Härteprüfung nach Brinell 8. Abbildungen 3.0.1: 4.0.1: 4.0.: 4.1.1: 4..1: 4.3.: 4.3.3: 4.4.1: 4.4.: 5.0.: 5..1: 5.3.1: 5.4.1: 5.4.: 6.0.1: 6.1.1: 7.1.1: 7.3.1: 7.3.1: 7.3.1: Schematische arstellung der Härteprüfverfahren Prüfkraft Zeit Verlaufdiagramm Prinzip des Brinellverfahrens mit Eindruckkörper und Prüfeindruck Quelle: Berechnung der Brinell Eindrucktiefe Verformungsfehler Quelle: TU Berlin, Mechanische Prüfverfahren Beanspruchungsgrad Tabelle (Teil 1 von ) Beanspruchungsgrad Tabelle (Teil 1 von ) arstellung Brinellhärte mit Belastungszeit > 15 Sekunden arstellung Brinellhärte mit Normbelastungszeit (10 15 Sekunden) Prinzip des Vickers Verfahren mit Eindruckkörper und Prüfeindruck Quelle: path.svg Vickershärte in Abhängigkeit der Prüfkraft Quelle: Prof. r. Ing. habil. Horst ieter Tietz, SB Werkstofftechnik, Prüfkraftstufe Tabelle für Vickershärte arstellung Brinellhärte mit Belastungszeit > 15 Sekunden arstellung Brinellhärte mit Normbelastungszeit (10 15 Sekunden) Prüfablauf nach Rockwell Quelle: Prof. r. Ing. habil. Horst ieter Tietz, SB Werkstofftechnik, Auszug aus Rockwell Tabelle Schematischer Aufbau einer Universalprüfmaschine Quelle: Hochschule Bremen, Laborunterlagen, Prof. r. Ing. Schubert, Prof. r. Ing. Reinert, ipl. Ing. Egberts, yke Mikroskopischer Brinell Abdruck Quelle: BAG GmbH, Braunschweig Mikroskopischer Vickers Abdruck Quelle: BAG GmbH, Braunschweig Mikroskopischer Rockwell Abdruck Quelle: BAG GmbH, Braunschweig