Werkstoffkunde (Subject) / Härteprüfungen (Lesson)

Vickers, Rockwell, Brinell etc.

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• Einteilung der Eindringkräfte F < 30N :Makrohärtemessung 2N < F < 30N :Kleinlasthärtemessung F < 2N :Mikrohärtemessung 5*10-5 < F < 2*10-4N :Ultra-Mikrohärtemessung (REM)
• Welche Ortspezifischen Aussagen bringen Härteprüfverfahren über den Werkstoff? Werkstofffestigkeit Rm (Umrechnungsfaktor in etwa 3,2 von HV10) Behandlungszustand (Wärmebehandlung, Kaltverformung) Seigerungen, Ausscheidungszustände E-Modul, Bruchzähigkeit (KIC), Verformungsverhalten
• Brinell - Prüfkörper, Absenkzeit, Belastungszeit, Mindest-Dicke der Probe, Abstand zum Probenrand, Abstand von zwei Messungen Prüfkörper: Hartmetallkugel (d = 1; 2,5; 5; 10mm) Absenkzeit: 10 sek    Belastungszeit: 10 sek (bei Stahl) Mindest Dicke der Probe (Smin): 17 d Abstand zum Probenrand: 2,5 d Abstand zweier Messungen: 4 d (Da durch die Krafteinwirkung das Gefüge rundrum minimal verändert wird, wird der HW verfälscht)
• Brinell - Berechnung des Härtewertes, Aussage von 600 HBW 1/30/20 HB = F / A = (0,102*2*F) / (π*D*(D-(D2-d2)0,5)) D=Durchmesser der Kugel   d=Durchmesser des Eindrucks   F=Prüfkraft 600 HBW 1/30/20  600 -> Härtewert HBW -> Hartmetallkugel 1 -> D [mm] 30 -> Prüfkraft [kp] 20 -> Zeit [sek]
• Vickers - Prüfkörper, Absenkzeit, Belastungszeit, Mindest-Dicke des Prüfkörpers, Abstand zwischen 2 Eindrücken, Genauigkeit Prüfkörper: 4-seitige Diamantpyramide mit 136 Grad Flächenwinkel Absenkzeit: 10 sek.    Belastungszeit: 10-15 sek. Stahl / 30 sek bei weichen Werkstoffen Mindes DIcke des Körpers: 1,5 d       Abstand zwischen Eindrücken: 3 d Genauigkeit 2 Mikrometer
• Vickers - Formel, Vorteile  HV = F / A = 0,1891 F  / d2 Vorteile: Geometrie des Prüfkörpers macht Verfahren Lastunabhängig (> 50N) Prüfung sehr harter Stoffe möglich (Bei hohen Temperaturen Bornitrid als Prüfkörper)
• Rockwell - Prüfkörper, Verfahren, Kräfte, Vorteile, Probendicke Prüfkörper: Wolframkugel / Diamantkegel mit 120 Grad Spitzenwinkel Verfahren: Kegel wird zunächst mit Vorlast belastet (10 kp) anschließend der Prüflast (140 kp), Härtewert wird in HRC-Einheiten an der Messuhr abgelesen Vorteile: Ohne Vorbehandlung der Oberfläche, einfach, schnell, automatisierbar Nachteile: ungenauer Probendicke: > 10 * Δt
• Zugversuch - Probentypen, Versuchsbedingungen, Bedeutung Probentypen: Rundzugproben: kurzer Stab (l0 = 5*d0) / langer Stab (l0 = 10*d0) Flachzugproben (zur Beurteilung der Tiefzieheigenschaften Versuchsbedingungen: Raumtemperatur Bedeutung: Einfache Probengeometrie & Durchführung Einfache Derutung der Versuchsergebnisse Übersichtliche Spannungs und Dehnungsverhältnisse
• Zugversuch - wichtigsten Kennwerte Zugfestigkeit: Rm = Fmax / S0 (S0 = Ausgangs-Querschnittsfläche) Dehngrenze: Rp0.2 = F0,2 / S0  Streckgrenze: ReH = obere Streckgrenze & ReL untere Streckgrenze Bruchdehnung: A5 = (L-L0) / L0  Brucheinschnürung: Z = S0-S / S0   

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