Qualität ohne Kompromisse

Qualitätskontrolle und Härte: Brinell-Test

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In diesem Artikel wird definiert, was Härte ist, wie sie gemessen wird und woraus der Brinell-Test besteht. Anschließend gehen wir auf die kritischen Punkte und die Erfolgsbedingungen dieses Tests ein, indem wir ihn mit anderen Härtetests vergleichen.

Was ist Härte und wie wird sie gemessen?

Die Härte ist definitionsgemäß der Widerstand von Stahl gegen einen Eindringkörper unter der Einwirkung einer statischen Last, ohne Schwankungen in der Intensität und Position. Einfacher ausgedrückt, ist die Härte eines Materials der Widerstand, den es einer Belastung entgegensetzt, die das Material durchsticht, ohne dass sich die Intensität oder die Position im Laufe der Zeit ändert.

In einigen Artikeln werden wir versuchen, die verschiedenen Arten der Härtemessung zu erklären und zu erläutern.

Härteprüfungen

Wenn wir die Härte eines Materials messen wollen, unterziehen wir es einem sogenannten Härtetest . Wenn wir ins Detail gehen, können wir sagen, dass es nicht nur einen Härtetest gibt, sondern mehrere Tests, die sich im Wesentlichen in Abhängigkeit von drei Parametern ändern:

  • Das Material, das ich testen möchte
  • Das Material des Eindringkörpers
  • Die Form des Eindringkörpers

Der Brinell-Test (Hb)

Bei der Brinell-Prüfung wird eine sehr harte Stahlkugel mit einem bestimmten Durchmesser (Db) in das zu prüfende Material eingedrückt, indem eine Kraft (F) auf den Eindringkörper ausgeübt wird. Anschließend messen wir den Durchmesser (Di) des Eindrucks, den der Eindringkörper auf der Oberfläche des Werkstücks hinterlässt.

Es ist davon auszugehen, dass die Brinell-Härte eines bestimmten Materials mit zunehmendem Durchmesser (Di) abnimmt. Je größer der Eindruck ist, den der Eindringling hinterlässt, desto leichter wird das Material verformt und desto weniger hart ist es.

Die kritischen Aspekte dieses Tests

Für diese Prüfung gelten, wie für die anderen Härteprüfungen, bestimmte Randbedingungen:

  • Der Eindringkörper muss eine geeignete Größe haben, um die Beschädigung der Kugel auf der Oberfläche zu verringern.
  • Die Schwierigkeit, die Ergebnisse mehrerer Tests, die an demselben Material durchgeführt wurden, zu vergleichen. Damit die Ergebnisse der verschiedenen Tests vergleichbar sind, muss das Einsinken der Kugel in das Material immer gleich sein. Dies wird jedoch durch zwangsläufige Reaktionen erschwert. Beim ersten Einsinken des Eindringkörpers in das Material reagieren die Materialschichten, die den unmittelbar an der Verformung beteiligten Schichten am nächsten liegen, mit Rissbildung auf den Spannungszustand. Wenn ich dann eine zweite Prüfung an einer benachbarten Materialschicht durchführe, befindet sich das Material, das zuvor kaltverfestigt wurde, nicht im normalen Prüfzustand.

Bedingungen für einen erfolgreichen Test

Wie bei allen Härtetests gibt es Bedingungen für eine erfolgreiche Prüfung:

  • Der Eindringkörper muss auf eine glatte , ebene Oberfläche einwirken, die frei von Oxiden und Oberflächenverunreinigungen ist, damit der vom Eindringkörper hinterlassene Eindruck problemlos gemessen werden kann.
  • Die Mindestdicke des Teils muss mindestens achtmal größer sein als die Tiefe des Eindrucks, da der Test am fertigen Produkt durchgeführt wird und die Qualität oder Leistung des Teils in keiner Weise beeinträchtigen darf, sondern lediglich einen „Mikroriss“ verursacht.
  • Wenden Sie den Test nicht auf Materialien mit einer Härte von mehr als 450 Hb an, um eine Beschädigung des Eindringkörpers aufgrund der übermäßigen Härte des Materials zu vermeiden.
  • Nachfolgende Prüfungen sollten wegen der im vorigen Absatz beschriebenen Kaltverfestigung nicht zu dicht beieinander durchgeführt werden.

Andere Härtetests

Im Vergleich zum Brinell-Test gibt es zwei weitere Tests, die der gleichen Philosophie folgen, aber im Wesentlichen für den Eindringkörper geändert werden:

  • Die Vickers-Prüfung verwendet als Eindringkörper eine gerade Pyramide mit quadratischer Grundfläche und einem Scheitelwinkel von 136° in Diamant und ist damit in der Lage, wesentlich härtere Materialien zu prüfen.
  • Die Knoop-Prüfung, bei der der Eindringkörper eine Pyramide mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von etwa 7:1 ist, wird als Mikrohärteprüfung bezeichnet, da die aufgebrachten Kräfte sehr gering sind.

Dann gibt es noch einen dritten Test, den Rockwell-Test, auf den wir im nächsten Artikel eingehen werden, indem wir ihn im Detail analysieren und Ähnlichkeiten und Unterschiede zu den oben erwähnten Tests aufzeigen.

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