Hallo! Als Lieferant von Eindringkörpern für die Härteprüfung habe ich aus erster Hand gesehen, wie verschiedene Arten von Eindringkörpern funktionieren und welchen einzigartigen Messprinzipien sie folgen. In diesem Blog werde ich die Unterschiede in den Messprinzipien verschiedener Eindringkörper für die Härteprüfung aufschlüsseln, damit Sie besser verstehen, welcher für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist.
Beginnen wir mit dem Rockwell-Härtetest und insbesondere demRockwell-Kugel-Eindringkörper. Der Rockwell-Test ist sehr beliebt, da er schnell ist und auf einer Vielzahl von Materialien angewendet werden kann. Die Grundidee des Rockwell-Tests besteht darin, die Eindringtiefe eines Eindringkörpers unter einer bestimmten Belastung zu messen.
Beim Rockwell Ball Indenter handelt es sich in der Regel um eine Stahlkugel mit einem bestimmten Durchmesser. Zunächst wird das Material leicht belastet. Diese geringe Belastung trägt dazu bei, dass der Eindringkörper richtig auf der Materialoberfläche sitzt. Anschließend wird der Nebenlast eine Hauptlast hinzugefügt. Nach einer festgelegten Zeitspanne wird die Hauptlast entfernt, die Nebenlast bleibt jedoch erhalten. Gemessen wird der Unterschied in der Eindringtiefe zwischen dem Aufbringen nur einer geringen Belastung und dem Aufbringen (und anschließendem Entfernen) der größeren Belastung. Dieser Tiefenunterschied wird dann zur Bestimmung der Rockwell-Härtezahl verwendet. Je härter das Material, desto weniger verformt es sich unter der Belastung und desto geringer ist die Eindringtiefe.
Kommen wir nun zum Brinell-Härtetest. Der Brinell-Eindringkörper ist typischerweise eine Kugel aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall, die im Vergleich zur Rockwell-Kugel normalerweise einen größeren Durchmesser aufweist. Beim Brinell-Test wird eine einzelne, relativ hohe Belastung für eine bestimmte Zeit, in der Regel 10 – 30 Sekunden, auf das Material ausgeübt. Nachdem die Belastung entfernt wurde, wird der Durchmesser der Vertiefung, die auf der Materialoberfläche zurückbleibt, mit einem Mikroskop gemessen. Die Brinell-Härtezahl wird anhand der aufgebrachten Belastung und der Oberfläche der Vertiefung berechnet. Ein härteres Material hat einen kleineren Eindruckdurchmesser, was zu einer höheren Brinell-Härtezahl führt.
Einer der Hauptunterschiede zwischen den Rockwell- und Brinell-Tests (und ihren jeweiligen Eindringkörpern) ist die Art und Weise, wie sie die Härte messen. Der Rockwell-Test konzentriert sich auf die Eindringtiefe, während der Brinell-Test den Durchmesser des Eindrucks untersucht. Dies bedeutet, dass der Rockwell-Test besser für dünne Materialien oder Materialien geeignet ist, bei denen keine große Vertiefung gewünscht wird, da er nur die Tiefenänderung misst. Andererseits eignet sich der Brinell-Test besser für Materialien mit einer groben oder heterogenen Struktur, da der größere Eindruck die Variationen im Material ausgleicht.
Als nächstes folgt der Vickers-Härtetest, bei dem a verwendet wirdHärteprüfer Diamant-Eindringkörperin Form einer quadratischen Pyramide. Beim Vickers-Test wird mit dem Diamant-Eindringkörper eine Belastung auf das Material ausgeübt. Nach Entlastung werden die diagonalen Längen der auf dem Material hinterlassenen quadratischen Vertiefung mit einem Mikroskop gemessen. Die Vickers-Härtezahl wird auf der Grundlage der aufgebrachten Last und der Oberfläche der Vertiefung berechnet.
Der Vickers-Test ist für seine hohe Genauigkeit bekannt und kann auf einer Vielzahl von Materialien angewendet werden, von sehr weich bis sehr hart. Es eignet sich auch hervorragend zum Messen der Härte kleiner Flächen oder dünner Filme, da der Eindruck relativ klein ist. Der Diamant-Eindringkörper ist extrem hart und hält hohen Belastungen stand, ohne sich zu verformen, was ihn ideal für die Prüfung harter Materialien macht.
Im Vergleich zu den Rockwell- und Brinell-Tests bietet der Vickers-Test eine genauere Messung, da er die diagonalen Längen der Eindrücke misst, was einen besseren Hinweis auf die Härte des Materials gibt. Allerdings ist es etwas zeitaufwändiger, da es eine sorgfältige Messung der Diagonallängen erfordert.
Ein weiterer wichtiger Eindringkörper ist der Knoop-Eindringkörper. Der Knoop-Eindringkörper ist ebenfalls ein Diamant-Eindringkörper, hat jedoch eine längliche, rhombische Form. Ähnlich wie beim Vickers-Test wird mit dem Knoop-Eindringkörper eine Belastung auf das Material ausgeübt. Nach Entlastung wird die Länge der langen Diagonale des Eindrucks gemessen. Die Knoop-Härtezahl wird basierend auf der aufgebrachten Last und der projizierten Fläche des Eindrucks berechnet.
Der Knoop-Test eignet sich besonders zur Prüfung spröder Materialien oder Materialien mit einer hierarchischen Struktur. Die längliche Form des Eindringkörpers führt im Vergleich zu einem quadratischen Eindringkörper wie dem Vickers-Eindringkörper zu weniger Rissen und Schäden am Material. Da es nur die lange Diagonale des Eindrucks misst, kann es außerdem zum Testen sehr dünner Schichten oder Bereiche verwendet werden, in denen der Platz begrenzt ist.
Warum sind diese Unterschiede in den Messprinzipien wichtig? Nun, je nachdem, welches Material Sie testen, wie groß die Probe ist und wie hoch die erforderliche Genauigkeit ist, sollten Sie den richtigen Eindringkörper und die richtige Testmethode auswählen. Wenn Sie beispielsweise ein großes, dickes Metallstück mit rauer Oberfläche testen, ist der Brinell-Test möglicherweise die beste Option. Wenn Sie jedoch mit einem kleinen, empfindlichen elektronischen Bauteil arbeiten, wäre der Vickers- oder Knoop-Test mit einem Diamant-Eindringkörper besser geeignet.
Als Lieferant von Eindringkörpern für Härtetests verstehe ich, dass die Auswahl des richtigen Eindringkörpers etwas verwirrend sein kann. Deshalb bin ich hier, um zu helfen. Egal, ob Sie einen Rockwell-Kugel-Eindringkörper für schnelle Härtemessungen an einer Vielzahl von Metallen oder einen hart arbeitenden benötigenHärteprüfer Diamant-EindringkörperFür die genaue Prüfung harter Materialien sind Sie bei mir genau richtig.
Wenn Sie auf der Suche nach einem Eindringkörper für die Härteprüfung sind und Fragen dazu haben, welcher für Ihre Anwendung der richtige ist, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir können Ihre spezifischen Anforderungen besprechen und ich werde mein Bestes tun, um Ihnen den perfekten Eindringkörper für Ihre Härteprüfanforderungen bereitzustellen.
Referenzen
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2010). Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Eine Einführung. Wiley.
- ASTM International. (2019). Standardtestmethoden für die Rockwell-Härte und die Rockwell-Oberflächenhärte metallischer Materialien. ASTM E18 - 19.
- ASTM International. (2019). Standardtestmethode für die Brinellhärte metallischer Materialien. ASTM E10 – 18a.
- ASTM International. (2018). Standardtestmethoden für die Vickers-Härte und die Knoop-Härte von Materialien. ASTM E92 – 17e1.