Einführung: Was ist Brinell-Härteprüfung?

Die Brinell-Methode ist eine der beliebtesten und am weitesten verbreiteten Techniken zur Messung der Härte einer Vielzahl von Proben.

Die Methode wurde nach JA Brinell benannt, der 1900 ihr Erfinder war. Daher ist der Brinell-Test die älteste Methode zur Härteprüfung.

Die bei dieser Methode angewendeten Testlasten sind variabel, was zu ihrer Vielseitigkeit beiträgt und sie ideal für verschiedene Arten von Proben macht.

Es kann leicht verwendet werden, um die Härtewerte von fast allen Arten von Metallen und auch von anderen Materialtypen zu messen.

Bei diesem Verfahren wird eine Testlastkraft von 3000 kgf und eine kugelförmige Hartmetallkugel mit 10 mm Durchmesser als Eindringkörper verwendet.

Bei der Messung der Härte für weichere Metalle und Legierungen kann die Testlastkraft auf 500 kgf reduziert werden und die Eindringkugel kann einen Durchmesser von 5 mm bis 10 mm haben.

In Europa wird der Brinell-Test häufig für kleine Anwendungen verwendet, bei denen eine Testlastkraft von 1 kgf und ein sphärischer Eindringkörper von 1 mm verwendet werden.

Der Test verwendet in Europa kleine Parameter und wird dort oft auch als Baby-Brinell-Test bezeichnet.

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Warum Brinell-Härteprüfung verwenden?

Die Härteprüfung ist ein wichtiger Bestandteil jedes Ingenieurbüros.

Es hilft, die strukturelle Integrität und Eignung der Probe für bestimmte Anwendungen zu bestimmen.

Es ermöglicht Unternehmen, Rohstoffe von bester Qualität zu verwenden, nachdem sie ihre Härteprüfungen durchgeführt haben und sich ihrer Eignung für diese Anwendung sicher sind.

Es hilft, die Sicherheitsbestimmungen einer anderen Regierung oder der zuständigen Behörden zu erfüllen, indem sichergestellt wird, dass die beste Qualität der Produkte hergestellt wird.

Die Härteprüfung liefert auch eine gute Vorstellung davon, inwieweit ein bestimmtes Material einer Behandlung unterzogen werden kann, um für bestimmte Anwendungen verwendet zu werden.

 

Das Verfahren des Brinell-Tests

Die Brinell-Methode zur Härteprüfung wird verwendet, um die Härte von Proben zu messen, die im Allgemeinen zu rau oder verlaufend ist, um mit anderen Methoden gemessen zu werden.

Diese Methode verwendet im Allgemeinen eine höhere Testlast von 3000 kgf und einen Eindringdurchmesser von 10 mm.

Die mit dieser Methode vorgenommene Einkerbung gleicht die Probenoberfläche und andere Inkonsistenzen unter der Oberfläche aus.

Die vorbestimmte Testlast wird auf einen kugelförmigen Eindringkörper aufgebracht, der für eine feste Zeit (im Allgemeinen 10 Sekunden) auf der Probenoberfläche gehalten und dann bewegt wird.

Die Tiefe der durch diesen Prozess auf der Probenoberfläche hergestellten Vertiefung wird dann mit fortschrittlichen optischen Instrumenten über mindestens zwei Durchmesser gemessen.

Ein Richtliniendiagramm wird dann verwendet, um den gemittelten Durchmesser in den entsprechenden Brinell-Härtewert umzuwandeln.

Die am häufigsten verwendeten Testlasten betragen bis zu 3000 kgf für Eisenlegierungen und Stahl.

Für weichere Metalle wird eine Testlastkraft von 500 kgf verwendet.

Manchmal werden auch Testlasten von nur 1 kgf verwendet, aber dies ist eine seltene Sache bei Brinell-Härteprüfungen.

Elektronischer Brinell-Härteprüfer

Während der Härteprüfung nach der Brinell-Methode sollte die Tiefe der Vertiefung auf der Probe sehr sorgfältig gemessen werden.

Inkonsistenzen bei der Messung sind die größte Fehlerquelle bei der Messung der Härte nach der Brinell-Methode.

Der Bediener kann bei der Messung der Einkerbung Unterschiede aufweisen, die zu Fehlern bei den Härtewerten führen können.

Um dieses Problem zu lösen, wurden automatische optische Brinell-Zielfernrohre entwickelt, die fortschrittliche optische Systeme zur Messung der Eindrückung verwenden.

Dies hilft, das menschliche Versagen und die Subjektivität aufgrund von Bedienermessungen zu beseitigen und die Messung der Einkerbung zu standardisieren.

Dies liefert genauere und zuverlässigere Härteprüfwerte.

Die Verwendung solcher optischer Systeme erhöht jedoch auch die Komplexität und die Kosten, die mit Härteprüfungen unter Verwendung der Brinell-Methode verbunden sind.

Wenn die Testoberfläche nicht flach ist oder mit dickem Zunder bedeckt ist, sind die Härtewerte unzuverlässig.

Andere Fälle, in denen die Brinell-Testmethode fehlerhafte und unzuverlässige Messungen liefert, sind, wenn die Oberfläche des Probekörpers zu dünn als 9,6 mm ist.

Wenn die Probenoberfläche zu hart ist - mehr als 450 HBS für Stahlkugel-Eindringkörper und 650 HBW für Wolframcarbid-Kugel-Eindringkörper -, sind auch die Härtewerte unzuverlässig.

HBS steht für Härte Brinell mit einer Stahlkugel und HBW für Härte Brinell mit Wolframkugel.

Die Härtemessung sollte auch durch Angabe der Details der aufgebrachten Last und des Durchmessers des Eindringkörpers abgeschlossen werden.

Wenn eine Testlast von 3000 kgf auf eine Eindringkugel mit 10 mm Durchmesser aufgebracht wurde, sollte die vollständige Härte 450 HBS betragen 10/3000.

Vollautomatischer Brinell-Härteprüfer

Vorteile der Brinell-Härteprüfung

Die Brinell-Methode zur Härteprüfung ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken zur Härteprüfung verschiedener Materialtypen.

Einige der wichtigsten Vorteile der Verwendung der Brinell-Härteprüfmethode werden nachstehend erläutert:

Kann für alle Metalle verwendet werden

Die Brinell-Methode zur Härteprüfung ist vielseitiger als die Rockwell-Methode.

Das Brinell-Härteprüfverfahren verwendet im Allgemeinen entweder einen Stahlkugel-Eindringkörper mit einem bestimmten Durchmesser, um Eindrückmarkierungen auf der Probenoberfläche zu erzeugen.

Aus diesem Grund ist die Brinell-Härteprüfmethode ideal zum Testen der Härte einer größeren Vielfalt von Materialien.

Es kann zur Messung der Härte nahezu aller Arten von Metallen verwendet werden.

Da andere Methoden eine feste Testlast und Eindringkörpergröße verwenden, sind sie nicht zum Testen der Härte von weicheren oder zerbrechlicheren Probenmaterialien geeignet.

Der Vorteil der Brinell-Methode zur Härteprüfung besteht jedoch darin, dass sowohl die Belastungsgröße als auch die Größe der Eindringkugel variiert werden können, was sie ideal für die Prüfung anderer empfindlicherer und zerbrechlicherer Proben macht.

Die Brinell-Methode bietet Ihnen einen größeren Testraum, mit dessen Hilfe die Härtemessungen gemittelt werden können.

Dies ist eine genauere Methode zur Messung der Härte von Proben und liefert auch eine zuverlässigere Schätzung, wie die Probe in der realen Welt auf Deformitäten reagieren kann.

 

Genauer als die Rockwell-Methode

Die Ergebnisse der Brinell-Härteprüfmethode sind genauer und zuverlässiger als die Rockwell-Methode.

Die Rockwell-Methode misst die Eindringtiefe auf der Probenoberfläche ohne Verwendung fortschrittlicher optischer Geräte, wodurch sie fehleranfällig wird.

Der Einfluss des Bedieners kann zu erheblichen Testergebnissen führen.

Die Brinell-Methode zur Härteprüfung misst auch die Eindringtiefe, die der kugelförmige Eindringkörper auf der Probenoberfläche erzeugt, bietet jedoch eine bessere Präzision und Darstellung als die Rockwell-Methode.

Die Eindringtiefe wird mit fortschrittlichen optischen Geräten untersucht und analysiert, die im Vergleich zur Rockwell-Methode einen besseren und genaueren Härtewert liefern.

Diese Methode wird nicht durch weiche Stellen auf der Probenoberfläche beeinflusst.

Selbst wenn die Probenoberfläche rau ist, kann die Brinell-Methode zur Härteprüfung im Vergleich zu anderen Methoden eine genauere und zuverlässigere Härtemessung liefern.

Automatische Revolver-Niedriglast-Digitalanzeige Brinell-Härteprüfer 

Die Ergebnisse sind kraftunabhängig

Die Ergebnisse der Brinell-Härteprüfmethode sind unabhängig von der ausgeübten Kraft, da die Kraft für verschiedene Probentypen eingestellt werden kann und dies die Härtewerte nicht beeinflusst.

Dies liegt an der Tatsache, dass bei der Brinell-Methode ein kugelförmiger Eindringkörper zum Testen der Härte von Proben verwendet wird.

Die Kugel verteilt den Druck gleichmäßig über ihre Oberfläche, was bei Verwendung von Punkten und konischen Eindrücken bei anderen Methoden nicht der Fall ist.

Da die Ergebnisse kraftunabhängig sind, ist die Brinell-Härteprüfmethode eine genauere und zuverlässigere Methode zur Härteprüfung verschiedener Probentypen.

Bei der Brinell-Methode bleiben die Ergebnisse der mit dieser Methode erzeugten Härtewerte unabhängig von der ausgeübten Kraft, solange die Beziehung zwischen der ausgeübten Kraft und der Größe der Kugel des Eindringkugels konstant bleibt.

 

 Einschränkungen der Brinell-Härteprüfung

Trotz vieler Vorteile weist die Brinell-Methode zur Härteprüfung nur wenige Einschränkungen auf.

Die auf der Probenoberfläche gemachte Eindringtiefe muss mit dieser Methode genau gemessen werden.

Schon eine geringe Abweichung bei der Messung kann zu einem erheblichen Fehler bei der Messung des Härtewertes einer Probe führen.

Die Härtewerte werden unter Verwendung eines optischen Geräts gemessen, um die Eindringtiefe auf der Probenoberfläche zu bestimmen.

Aus diesem Grund sollte die Probenoberfläche rechtzeitig vor Durchführung des Brinell-Tests vorbereitet werden.

Jede Form von Unvollkommenheiten auf der Probenoberfläche wie Schmutz, Rauheit usw.

liefert fehlerhafte und unzuverlässige Härteprüfwerte.

Da für die Messung der Härtewerte bei dieser Methode fortschrittlichere und ausgefeiltere optische Geräte erforderlich sind, ist die Brinell-Methode im Vergleich zur Rockwell-Methode teurer.

Die Probenoberfläche muss vor der Durchführung des Brinell-Tests vorbereitet werden. Daher ist die Brinell-Methode zur Härteprüfung zeitaufwändig und nicht ideal für Massentests.

Es dauert mehr als 30-60 Sekunden, um die Härte der Probe zu messen, und dies schließt die Zeit aus, die für die Probenvorbereitung benötigt wird.

Der Brinell-Test eignet sich nur zur Härteprüfung von ebenen Flächen.

Wenn die Oberfläche nicht flach ist, ist es sehr schwierig, diese Methode anzuwenden.

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Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen bei der Prüfung der Brinellhärte

Es sollten bestimmte Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, die sorgfältig befolgt werden sollten, um sicherzustellen, dass der aus Brinell-Tests abgeleitete Härtewert genau und zuverlässig ist.

Die erste Vorsichtsmaßnahme, die sichergestellt werden sollte, ist, dass der Prüfling mindestens das 8- bis 10-fache der geplanten Eindringtiefe auf seiner Oberfläche aufweist.

Dadurch wird vermieden, dass sich Deformitäten auf die gegenüberliegende Oberfläche des Prüflings ausdehnen.

Nach Durchführung des Tests sollte es keine Verformung auf der Oberfläche geben, die der ursprünglichen Einkerbung entgegengesetzt ist.

Die Probenoberfläche sollte glatt und frei von jeglichen Fehlern sein.

Die Probenoberfläche sollte frei von jeglicher Art von Schmutz, Verunreinigungen, Fremdkörpern, Partikeln usw. sein, um zuverlässige und akzeptable Härtewerte zu erhalten.

Beim Testen ist auch darauf zu achten, dass die Einkerbung nicht am Rand der Probenoberfläche erfolgt.Elektronischer Brinell-Härteprüfer

Der Abstand der Einkerbung sollte mindestens 2,5-mal größer sein als der Durchmesser der Einkerbung.

Dies hilft, unnötige Stresskonzentrationen zu vermeiden.

Der Abstand zwischen den beiden Vertiefungen sollte mindestens das Dreifache des Durchmessers der Vertiefung betragen.

Wenn aufeinanderfolgende Vertiefungen auf der zu eng gruppierten Probenoberfläche vorgenommen werden, kann dies aufgrund der Kaltverfestigung der Probenoberfläche zu höheren als den tatsächlichen Härtewerten führen.

Die Testlast sollte im Brinell-Test nicht schnell aufgebracht werden, da dies den plastischen Fluss eines Materials verringern kann, was sich auf die Größe der Vertiefung auswirkt.

Die Probenoberfläche sollte immer senkrecht zum Eindringkörper stehen.

Dies gewährleistet korrekte und sichtbare Vertiefungen auf der Probenoberfläche.

Wenn der Eindringkörper nicht senkrecht zur Probenoberfläche steht und eine Durchbiegung der Probe vorliegt, sind die abgeleiteten Härtewerte unzuverlässig und fehleranfällig.

Sie können Ambosse verwenden, um die Probenoberfläche sicher und sicher zu halten, während der Eindringkörper senkrecht darauf fällt.

Die Testumgebung und die Probenoberfläche sollten frei von jeglichem Schmutz und Verunreinigungen sein.

Das Testpersonal sollte die Betriebsverfahren zur Messung der Härte der Probe sorgfältig befolgen.

Wenn ein Härteprüfer in der Vergangenheit nicht ausreichend verwendet wurde, sollte er viele Male getestet werden, bevor er zum Testen verwendet wird.

Der Härteprüfer sollte sauber und in gutem Zustand gehalten werden, um genaue Härtewerte zu erhalten.

Der Eindringkörper kann auch mit Rostschutzöl oder Schmiermittel beschichtet werden, um Rostbildung und Korrosion zu vermeiden.

Der Brinell-Härtewert ist abhängig von der Oberfläche der Vertiefung auf der Probenoberfläche.

Die Einkerbung in der Brinell-Methode kann verschiedene Eigenschaften liefern, die sorgfältig untersucht und analysiert werden müssen, um genaue Ergebnisse zu erhalten.

Wenn der Eindringkörper unter der Testlastkraft steht und auf die Probe drückt, führt dies zu einer großen Anzahl von Verformungen unter dem Eindringkörper.

Die Oberfläche in der Nähe der Vertiefung wölbt sich aufgrund des vom Eindringkörper verdrängten Metallvolumens leicht heraus.

Im Fall von Eindrücken vom Rillentyp ist der Durchmesser der Einkerbung größer als der tatsächliche Wert der Einkerbung, und bei Eindrücken vom sinkenden Typ ist der Durchmesser der Einkerbung kleiner als der tatsächliche Wert der Einkerbung.

 

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