Härteprüfung nach der Nachwärmebehandlung

Härteprüfungen nach der Nachwärmebehandlung (PWHT) sind für die Beurteilung der Qualität von Schweißnähten unerlässlich. Mit einem Fallgewichtsprüfgerät wird die Schlagzähigkeit gemessen, um die Schlagfestigkeit der Schweißnaht und des Schweißguts zu bewerten.

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) erhöht die Härte des EB-Schweißguts (WM) durch die Ausscheidung von Ti-C-, O- und N-Ausscheidungen im geschweißten Zustand [1], doch die Schlagzähigkeit bei 77 K wird nicht auf das Niveau des Grundmetalls (BM) wiederhergestellt [2, 3].

Rockwell-Härteprüfung

Die Rockwell-Härteprüfung ist ein effizientes und unkompliziertes Verfahren zur Härtemessung, das sofortige Härteergebnisse liefert. Sie lässt sich auf verschiedene Werkstoffe anwenden und ist ein wesentlicher Bestandteil von Qualitätssicherungsprozessen. Im Gegensatz zu den Brinell- und Vickers-Härteprüfungen, bei denen vor der direkten Ermittlung der Härtewerte sekundäre Maßbestimmungen erforderlich sind, lässt sich die Härte bei der Rockwell-Methode innerhalb von Sekunden durch direkte Härteablesungen sofort bestimmen.

Der Test beginnt mit einer geringen Belastung, um die Nullposition festzulegen, bevor eine größere Belastung aufgebracht und die Eindringtiefe als Teil der Ergebnisse erfasst wird; diese Daten können dann zur Berechnung der Rockwell-Härtewerte herangezogen werden.

Bei Prüfverfahren und -geräten können Fehler auftreten, die die Endergebnisse beeinträchtigen. Die ordnungsgemäße Vorbereitung der Prüfkörper ist von entscheidender Bedeutung, um genaue Prüfergebnisse zu erzielen; daher hängen die Oberflächenbedingungen von der aufgebrachten Belastung ab; bei herkömmlichen Rockwell-Skalen können geschliffene Oberflächen verwendet werden, während anspruchsvollere Skalen polierte oder geläppte Oberflächen für die Prüfung erfordern. Außerdem ist es unerlässlich, dass sich die Eindringkörper in einem guten Zustand befinden, um genaue Prüfergebnisse zu gewährleisten.

Brinell-Härteprüfung

Das Brinell-Verfahren wurde ursprünglich im Jahr 1900 vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell entwickelt. Mit diesem standardisierten Härtetest lassen sich verschiedene Metalle prüfen, von Aluminium und weichen Legierungen (bei geringeren Belastungen) bis hin zu Gusseisen und Stählen (bei höheren Belastungen).

Bei diesem Prüfverfahren wird eine Hartmetall-Eindringkugel mit einer bestimmten Kraft gegen die Oberfläche einer Probe gedrückt und dort über einen längeren Zeitraum gehalten. Die dabei entstehende Eindrückung wird anschließend anhand zweier senkrecht zueinander stehender Durchmesser vermessen, woraufhin anhand von Referenztabellen die Härtewerte ermittelt werden.

Diese Methode kann zu Fehlern führen, wenn die Prüfmaschine nicht korrekt kalibriert ist oder die Umgebungsbedingungen nicht übereinstimmen. Darüber hinaus können hohe Prüfkräfte im Makrobereich zu plastischer Verformung und Wandbildung führen, was die Auswertung erschwert.

Vickers-Härteprüfung

Vickers-Härteprüfungen bieten das ideale Gleichgewicht zwischen Präzision und Flexibilität und sind damit ein wertvolles Werkzeug sowohl für Materialwissenschaftler als auch für Metallurgen.

Beim Vickers-Prüfverfahren wird ein pyramidenförmiger Eindringkörper mit einer vorgegebenen Prüfkraft bei verschiedenen Verweilzeiten in die Oberfläche eines Prüfkörpers gedrückt, und die Messungen werden nach dem Abheben vom Aufschlagpunkt vorgenommen.

Die Kontrolle der Prüfumgebung bei der Durchführung einer Vickers-Prüfung ist entscheidend für die Erzielung konsistenter Ergebnisse. Durch die korrekte Ausrichtung des Eindringkörpers und die Vermeidung von Vibrationen lassen sich genaue Messdaten gewährleisten.

Die Einhaltung einer einheitlichen Eindringtiefe bei der Prüfung der Materialhärte ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, da sie den Vergleich der Prüfergebnisse zwischen Proben desselben Materials ermöglicht. Darüber hinaus verhindert die Beibehaltung einer konstanten Verweilzeit Abweichungen bei der Berechnung der Größe oder Härte, wodurch die Daten zuverlässiger und leichter verständlich werden.

Mikrohärteprüfung

Bei der Mikrohärteprüfung wird die Verformungsfestigkeit von Metallen mittels statischer Eindrückung gemessen. Der ermittelte Härtewert wird als Kehrwert der dafür erforderlichen Kraft (kgf) berechnet; dadurch eignet sich dieses Verfahren ideal zur Prüfung von Dünnschichten, Oberflächenbeschichtungen, kleinen Bereichen von Verbundwerkstoffproben oder Beschichtungen sowie zur Untersuchung von Einsatzhärtung, Aufkohlung, Schleifbrand oder etwaigen Oberflächenverunreinigungen.

Bei dieser Prüfung wird ein Diamantindenter in Form einer Pyramide mit quadratischem Grundstein für eine bestimmte Zeit auf ein Probenmaterial aufgedrückt, um einen Abdruck zu erzeugen; anschließend wird der Härtewert anhand dieses Abdrucks unter dem Mikroskop gemessen.

Im Vergleich zu den Rockwell-, Brinell- und Vickers-Prüfungen erfordert die Mikrohärteprüfung das Zerschneiden der Proben, um Einpressungen zu erzielen, die klein genug für den Einsatz des Eindringkörpers sind. Die Konsistenz zwischen den Prüfungen kann aufgrund der unterschiedlichen Formen der verwendeten Eindringkörper schwierig sein. Unser Tru-Blue Micro VT-Gerät wurde speziell entwickelt, um diese Herausforderung zu bewältigen, indem es sowohl Vickers- als auch Knoop-Prüfungen über einen einzigen, austauschbaren Revolver ermöglicht.