Härtemessung — ISO 6506 / ISO 6507 / ISO 6508 / ASTM E18

Was ist Härte?

Bei der Härtemessung handelt es sich um eine Prüfung, bei der der Härtewert durch Messung des Eindrucks bestimmt wird, der beim Eindrücken eines definierten Eindringkörpers in die Materialoberfläche unter definierter Belastung entsteht. Brinell (ISO 6506), Vickers (ISO 6507) und Rockwell (ISO 6508) sind gängige Skalen.

Zweck von Härte

Der Zweck besteht darin, den Wärmebehandlungszustand und die Festigkeit des Materials schnell zu überprüfen.

Bei welchen Produkten wird Härte angewendet?

Stahl und Gusseisen
Aluminium- und Kupferlegierungen
Wärmebehandelte Teile
Schweißverbindungen und Beschichtungen

In welchen Branchen wird Härte eingesetzt?

MetallStahlBergbauMaschinenÖl und Gas

Normen zu Härte

ISO 6506 (Brinell)
ISO 6507 (Vickers)
ISO 6508 (Rockwell)
ASTM E10
ASTM E18
ASTM E384

Prüfbedingungen für Härte

Eindringkörper: Je nach Maßstab Kugel, Diamantpyramide oder Diamantkegel
Laden: In der Norm nach Maßstab und Material definiert
Verweilzeit: In der Norm definierte Belastungsdauer
Anzahl der Messungen: Eine im Standard definierte Anzahl von Einrückungen; gemittelt

Prüfgerät für Härte

Brinell-, Vickers- und Rockwell-Härteprüfmaschinen
Kalibrierte Referenzhärteblöcke
Optisches System zur Eindruckmessung
Probenvorbereitungsbank

Probenanforderungen für Härte

Die Oberfläche muss eben sein und die für die Waage erforderliche Rauheit aufweisen
Die Probendicke muss ein Vielfaches der in der Norm definierten Eindrucktiefe sein
Vertiefungen müssen einen ausreichenden Abstand zum Rand und zueinander haben
Die Probe darf sich während der Messung nicht bewegen

Dauer von Härte

Minuten pro Messung; kurz, zusammen mit der Probenvorbereitung.

Ablauf von Härte

1Die Maschine wird mit Referenzblöcken verifiziert.
2Die entsprechende Waage und Last werden ausgewählt.
3Der Untergrund ist vorbereitet.
4Es wird die definierte Anzahl an Eindrücken erstellt und vermessen.
5Der Härtewert wird berechnet und gemittelt.

Annahmekriterien für Härte

Das Akzeptanzkriterium wird in der Produktnorm oder -spezifikation als Härtebereich angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Umrechnungstabellen zwischen Härteskalen (ASTM E140) sind Näherungswerte; Wenn die Spezifikation einen Wert auf einer bestimmten Skala erfordert, muss er auf dieser Skala gemessen werden. Für dünne Beschichtungen wird Mikrohärte oder instrumentelles Eindrücken verwendet.

Prüfbericht zu Härte

Angewandter Standard und Maßstab
Laden und Eindringen
Aufzeichnungen zur Instrumentenüberprüfung
Einzelne Eindruckwerte und der Durchschnitt
Messpositionen

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Metall- und Metallurgieprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Härte gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Metall- und metallurgische Prüfungen ermitteln, welche Last ein Metall oder eine Schweißverbindung tragen kann, wie es versagt und wie seine innere Struktur aussieht. Das Ergebnis dieser Familie betrifft oft nicht das Produkt selbst, sondern die Identität des WERKSTOFFS: Entspricht der Stahl wirklich der angegebenen Güte, liefert die Schweißnaht die vom Design angenommene Festigkeit, enthält der Guss einen unzulässigen inneren Fehler?

Die praktische Bedeutung des Bereichs ergibt sich daraus, dass ein Metallteil selten allmählich versagt. Ein Kunststoffteil verformt sich, altert, reißt und gibt meist eine Vorwarnung. Eine Schweißnaht oder ein Verbindungselement hingegen bricht oft ohne Vorwarnung — besonders bei Ermüdung und Sprödbruch. Deshalb ist Materialprüfung in Bereichen wie Druckgeräten, Hebezeugen, Baustahl und Rohrleitungen eine Anforderung der VORSCHRIFT und nicht des Designs.

Die Familie vereint drei Methodengruppen, von denen jede eine andere Frage beantwortet. Mechanische Prüfungen quantifizieren das Verhalten des Werkstoffs unter Last. Zerstörungsfreie Prüfung sucht nach Fehlern, ohne das Teil zu beschädigen. Metallografie und chemische Analyse erklären, warum sich der Werkstoff so verhält — über Korngefüge, Phasenverteilung, Einschlussgehalt und Legierungszusammensetzung.

Das Abnahmekriterium dieser Prüfungen stammt fast nie aus der Prüfnorm, und das ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Die Prüfnorm sagt, wie die Messung durchzuführen ist; die zulässigen Werte stammen aus der Produktnorm, der Werkstoffgüte oder dem Fertigungskodex. ISO 6892-1 sagt, wie man einen Zugversuch durchführt; EN 10025 sagt, welche Streckgrenze dieser Stahl liefern muss. Beim Lesen eines Berichts ist entscheidend, gegen welche Produktnorm bewertet wurde.

Die Probenahme ist in diesem Bereich untrennbar mit dem Ergebnis verbunden. Zwei Proben aus derselben Schmelze können je nach Entnahmerichtung und -ort unterschiedliche Werte liefern; bei Walzprodukten liefern Proben parallel und quer zur Walzrichtung unterschiedliche Ergebnisse. Produktnormen regeln daher auch Entnahmeort und -richtung, und der Bericht muss dies dokumentieren.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanische Tests
Zug-, Druck-, Biege-, Kerbschlag- (Charpy), Härte- (Brinell, Vickers, Rockwell), Ermüdungs-, Kriech- und Bruchzähigkeitsprüfung. Diese liefern das Verhalten des Werkstoffs unter Last in Zahlenform.
Zerstörungsfreie Prüfung
Durchstrahlungsprüfung, Ultraschallprüfung, Eindringprüfung, Magnetpulverprüfung und Sichtprüfung. Sie sucht Oberflächen- und innere Fehler, ohne das Teil zu beschädigen, und ist ein unverzichtbarer Schritt bei geschweißten Konstruktionen.
Metallografie
Probenvorbereitung, Ätzung und mikroskopische Untersuchung. Beurteilt werden Korngröße, Phasenverteilung, Einschlussgehalt, Einsatzhärtetiefe und die Wärmeeinflusszone der Schweißung.
Chemische Analyse
Die Legierungszusammensetzung wird mittels optischer Emissionsspektrometrie und Nasschemie verifiziert; die Bestätigung der Werkstoffgüte läuft über diesen Schritt.
Korrosionsverhalten
Salzsprühnebel-, Lochfraß- und Spaltkorrosions- sowie interkristalline Korrosionsprüfungen. Bei nichtrostenden Stählen können diese die Qualität der Wärmebehandlung anzeigen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Werkstoffzertifikat (wie EN 10204 3.1) ist kein Prüfbericht; es ist die Erklärung des Herstellers. Bei kritischen Anwendungen wird eine unabhängige Verifizierung durchgeführt, und beides darf nicht verwechselt werden.
ASTM- und ISO-Zugversuche messen dieselben Größen, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt äquivalent, angewendet wird, was die Spezifikation verlangt.
Umrechnungstabellen zwischen Härte und Festigkeit sind NÄHERUNGSWEISE. Die Berechnung der Streckgrenze aus der Härte ist kein ausreichender Nachweis für die Werkstoffabnahme.
Bei der zerstörungsfreien Prüfung bedeutet "kein Fehler gefunden" nicht, dass kein Fehler vorhanden ist; Fehler unterhalb der Nachweisgrenze der Methode können vorhanden sein. Der Bericht muss die angewandte Methode und die Empfindlichkeitsstufe angeben.
Das Bestehen einer Schweißnaht zeigt nicht, dass der Schweißer oder das Verfahren qualifiziert ist; das sind getrennte Prozesse.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Prüfung des Werkstoffzertifikats und Wareneingangsprüfung
Freigabe der Schweißkonstruktion; Schweißer- und Verfahrensqualifikation
Fertigungskontrolle von Druckgeräten und Baukomponenten
Schadensanalyse und Ermittlung der Grundursache von Feldschäden
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Härte

Kann ein Rockwell-Wert in Brinell umgewandelt werden?

Die Umrechnungstabellen nach ASTM E140 geben einen ungefähren Wert an, weisen jedoch materialabhängige Abweichungen auf. Wenn die Spezifikation einen Wert auf einer bestimmten Skala erfordert, muss die Messung direkt auf dieser Skala erfolgen.

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