Übersicht: Rockwell-Härtetest

Der Rockwell-Härtetest ist eine der grundlegendsten und effektivsten Methoden zur Härteprüfung verschiedener Materialien. Es wurde 1919 von Stanley P. Rockwell erfunden, um die genaue und schnelle Messung der Härte zu bestimmen.

Die Rockwell-Testmethode übt eine kleine und große Testlastkraft durch einen Eindringkörper aus, um Vertiefungen auf der Probenoberfläche zu erzeugen, auf die die Härte getestet werden muss.

Die Eindringtiefe wird dann gemessen und in den Rockwell-Härtewert umgewandelt. Unter Verwendung der Rockwell-Umrechnungstabellen wird der Rockwell-Härtewert in die entsprechende Härtemessung umgerechnet.

Diese Methode wurde verwendet, um die Härte verschiedener Arten von Materialien zu messen. Abhängig von der Härte der Probe kann bei der Rockwell-Testmethode entweder ein Stahlkugel-Eindringkörper oder ein konischer Eindringkörper mit Diamantspitze verwendet werden.

Vorteile des Rockwell-Härteprüfers

Rockwell-Härteprüfer werden häufig zur Messung der Härte verschiedener Probentypen verwendet. Einige der wichtigsten Vorteile der Verwendung eines Rockwell-Härteprüfgeräts sind folgende:

  • Der Test ist einfach und schnell. Da es nicht komplex ist, erfordert es nicht zwingend einen hochqualifizierten und geschulten Bediener für die Durchführung.
  • Der Rockwell-Tester ist kostengünstig und erfordert keine fortschrittlichen optischen Systeme zur Messung der Probenhärte.
  • Es ist auch eine zerstörungsfreie Prüfung. Der Eindringkörper macht nur eine kleine Einkerbung auf der Probenoberfläche. Die Probe wird nicht zerstört und kann nach Abschluss des Tests für andere Zwecke verwendet werden.
  • Für die Durchführung des Tests ist kein hochqualifizierter Bediener erforderlich.
  • Rockwell-Tester bieten schnelle Härteprüfungen und eignen sich für Massenprüfungen von Produkten in der Produktionslinie.

Einschränkung des Rockwell-Tests

Der Rockwell-Härtetest weist ebenfalls einige Einschränkungen auf. Es ist nicht so genau wie andere Härtetests, da die Messung der Eindringtiefe vom Bediener abhängt und keine optischen Systeme dafür verwendet werden.

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Dies kann zu Fehlern bei der Messung der Eindringtiefe führen, die zu erheblichen Abweichungen der Härtewerte führen können. Unvollkommenheiten auf der Probenoberfläche wie Schmutz oder Verunreinigungen können ebenfalls zu Schwankungen der Härtewerte führen.

Hauptmerkmale von Rockwell-Härteprüfern

Rockwell-Härteprüfer helfen Ihnen, die Härte von Materialien mithilfe der Rockwell-Testmethode zu messen. Es ist wichtig zu verstehen, dass nicht alle Härteprüfer gleich sind.Oberflächen-Rockwell & Vickers-Härteprüfer

Im Allgemeinen können alle Rockwell-Härteprüfer die Rockwell-Härteprüfungen gemäß den vorgeschriebenen Standards und Richtlinien durchführen. Einige von ihnen sind jedoch besser für Ihre spezifischen Anforderungen geeignet als die anderen.

Daher ist es wichtig, die verschiedenen Merkmale verschiedener Arten von Rockwell-Härteprüfern zu bewerten und zu verstehen, bevor Sie die ideale für sich selbst auswählen.

Sie sollten Faktoren wie die Genauigkeit des Tests, die Wiederholbarkeit, die Vielseitigkeit im Testzyklus, die Testgeschwindigkeit, die Kompatibilität mit verschiedenen Rockwell-Skalen, die zu testende Probengröße usw. gründlich berücksichtigen, bevor Sie einen Rockwell-Härteprüfer kaufen.

Diese Härteprüfer sind mit vielen Funktionen ausgestattet, und mit der Weiterentwicklung der Technologie werden viele Funktionen hinzugefügt. Einige der Hauptmerkmale von Rockwell-Härteprüfern werden nachfolgend erläutert:

Skalen testen

Die meisten Rockwell-Härteprüfer wurden entwickelt, um die Härte entweder mit einem der regulären Rockwell-Tests oder mit dem Oberflächenhärte-Test zu messen. Dies war so, weil beide Testmethoden unterschiedliche Niveaus der Testlastkraft und unterschiedliche Auflösungen der Tiefenmessung verwenden.

Im Laufe der Zeit und mit der Verbesserung der Technologie können die meisten Rockwell-Härteprüfer die Probenhärte entweder mithilfe des regulären Rockwell-Tests oder des oberflächlichen Rockwell-Härtetests messen.

Diese Härteprüfer werden auch als Zwillingstester oder Kombinationstester bezeichnet.

Vickers-Härtemesssoftware (automatisches Scannen der Vickers-Einkerbung)

Diese modernen Härteprüfer können die Probenhärte auf allen verschiedenen Rockwell-Skalen messen. Einige dieser Härteprüfer können auch zur Durchführung von Härteprüfungen mit anderen Prüfmethoden verwendet werden.

Anwendung erzwingen

Die früher entwickelten Rockwell-Härteprüfer verwendeten, um die geringe Last durch Zusammendrücken einer Schraubenfeder durch den Eindringkörper aufzubringen. Das gesamte Testgewicht wurde durch Eigengewichte durch Kraftmultiplikationshebelsysteme aufgebracht.

Das Problem bei dieser Konstruktion besteht darin, dass bei häufigem Gebrauch die Schraubenfeder, die zum Aufbringen der geringen Last verwendet wird, und die Messerkanten, die das Kraftmultiplikationshebelsystem unterstützen, abgenutzt sind. Dies führt zu Ungenauigkeiten bei der Härteprüfung der Probe.

Mit dem technologischen Fortschritt und dem Aufkommen technologisch gesteuerter Rückkopplungssysteme haben sich die Rockwell-Härteprüfer erheblich verbessert.Tragbares automatisches Messgerät für die Einkerbung der Brinellhärte

Die Testlast kann nun von einem schraubengetriebenen Gerät aufgebracht werden, das effektiv überwacht werden kann. Diese neue Technologie macht den Testprozess und den Zyklus steuerbar und beseitigt mögliche Fehler, die aufgrund von Inkonsistenzen bei der Schraubenfeder und dem Hebelarmmechanismus auftreten können.

Die neuen und verbesserten Rockwell-Härteprüfmaschinen machen die Härtemessung genauer und zuverlässiger. Der aktuelle Trend geht zur Entwicklung von Härteprüfgeräten für Wägezellen.

Wenn die vorläufige Kraft oder die gesamte Testlastkraft variiert wird, kann der Rockwell-Härtewert, der für dasselbe Probenmaterial erhalten wird, unterschiedlich sein.

Wenn die Vorkraft erhöht wird, erhöht sich die Eindringtiefe auf der Probe.

Dies führt zu einer Verringerung des Härtewerts und zu einem höheren Härtewert. In ähnlicher Weise liefert eine Abnahme der Vorkraft einen niedrigeren Härtewert für dieselbe Probe.

Härte messen

Bei den früheren Rockwell-Härteprüfern wurde ein Messuhr-Messgerät zum Messen der Eindringtiefe und zum Berechnen der Rockwell-Härtezahl verwendet. Dieses System war sehr einfach und bequem und wird heute noch in einigen Härteprüfern verwendet.

Dieser Mechanismus wird verwendet, um die Bewegung des Eindringkörpers durch ein Multiplikationshebelsystem und weiter zur Probenoberfläche zu verfolgen. Das Einstellrad ist so eingestellt, dass die Rockwell-Nummer angezeigt wird, die der Verschiebung des Eindringkörpers entspricht.

Das Problem bei dieser Art von Rockwell-Härteprüfgeräten bestand darin, dass die Messuhren und das Hebelsystem bei der Verwendung abgenutzt und falsch ausgerichtet waren. Dies führte zu fehlerhaften und unzuverlässigen Schätzungen des Härtewertes der Probe.Digitalanzeige Shore ACD TH-200 Typ Härte Indenter 20 ~ 90HA

Die Mehrzahl der derzeit verwendeten Rockwell-Härteprüfer verfügt über elektronische oder optische Verschiebungsmessgeräte zur Messung der Tiefe der Vertiefung auf der Oberfläche des Prüflings.

Das Signal vom Messsystem wird in den entsprechenden Rockwell-Härtewert umgewandelt und der Messwert digital angezeigt. Diese digitale und elektronische Messung von Härtewerten ist im Vergleich zu früheren Messuhren und Multiplikationshebelsystemen genauer.

Der Rockwell-Härtewert wird bestimmt und ist direkt proportional zur Tiefe der Vertiefung auf der Probenoberfläche.

Ein Fehler bei der Messung der Eindringtiefe kann zu erheblichen Abweichungen führen. Ein Fehler von 0,002 mm bei der Messung der Eindringtiefe kann zu einer Abweichung von 1 HR-Einheit bei der Messung des Rockwell-Härtewerts führen.

Arbeitsweise

Seit der Einführung von Rockwell-Härteprüfern über einen längeren Zeitraum spielte der Bediener eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Härtewerte.

Sie mussten die Testlastkraft anwenden und entfernen, was ihnen ein hohes Maß an Kontrolle über den Testprozess verschaffte.

Das Problem bei einem solchen Testprozess war, dass die Konsistenz im Testzyklus zwischen verschiedenen Bedienern variierte. Der Prozess zur Bestimmung des Härtewertes dauerte auch viel länger.

Im Laufe der Zeit wurden die Rockwell-Härteprüfer weiterentwickelt und verwendeten Motoren, um den Prozess zu automatisieren und ihn wiederholbarer zu machen.

Einige Härteprüfer sind vollständig automatisiert, was die Anwendung einer größeren Prüflast ermöglicht, als dies bei früheren Härteprüfern manuell möglich war. Der Automatisierungsprozess macht den Testprozess schneller und konsistenter und beseitigt die inhärente Verzerrung des Bedieners.

Die Anwendung einer größeren Testlastkraft und einer kürzeren Verweilzeit hat das Rockwell-Härteprüfverfahren zwar effizienter gemacht, weist jedoch auch einige Nachteile auf.

Es hat sich gezeigt, dass solche schnelleren Testmethoden mit geringerer Verweilzeit zu einer schlechten Wiederholbarkeit der Härtemessung führen können. Es wurde erkannt, dass eine bessere Wiederholbarkeit der Messung und Kontrolle des Testzyklus aufgrund der unterschiedlichen Plastizität der Probe wichtig war.

Dies führte dazu, dass die Hersteller von Rockwell-Härteprüfgeräten entsprechende Änderungen am Design vornahmen, damit der Bediener den Prüfzyklus steuern konnte.

Ambosse

Eine der wichtigsten Vorsichtsmaßnahmen und bewährten Methoden für den Rockwell-Härtetest besteht darin, sicherzustellen, dass die Probe stationär ist und sich während des Tests nicht auslenkt.

Selbst kleinste Auslenkungen und Bewegungen in der Testprobe können zu einer signifikanten Abweichung des Härtewerts führen. Die Bewegung oder Durchbiegung des Prüflings wird höchstwahrscheinlich als Diskrepanz bei der Messung der Eindringtiefe widergespiegelt.

Bei der Durchführung eines oberflächlichen Rockwell-Härtetests kann bereits eine geringfügige Bewegung von 0,01 mm eine Differenz von 10 Rockwell-Punkten verursachen, was signifikant und ausreichend ist, um die Testergebnisse unzuverlässig zu machen.

 

Ambosse sollten in Rockwell-Härteprüfgeräten verwendet werden, um die Probe zu klemmen und genaue Härtewerte bereitzustellen. Es gibt verschiedene Arten von Ambossen für ein Exemplar unterschiedlicher Formen und Größen.

Zur Messung der Härte flacher Proben sollten flache Ambosse verwendet werden. Wenn die Probe gekrümmt ist, sollte ein Amboss vom V-förmigen oder Doppelrollen-Typ verwendet werden.

Es gibt einige Rockwell-Härteprüfer, die eine Klemmkraft auf die Probe ausüben, die größer als die Rockwell-Prüfkraft ist. Solche Härteprüfer sind nützlich, um die Härte größerer Proben zu messen.

Es ist auch wichtig sicherzustellen, dass der Amboss sauber und frei von Kratzern oder Schmutz ist, da ein schmutziger und unvollständiger Amboss zu erheblichen Abweichungen bei der Messung der Härtewerte führen kann.

Wiederholbarkeit

Die Wiederholbarkeit eines Härteprüfers ist wichtig, um zuverlässige und konsistente Ergebnisse zu erhalten.

Die Wiederholbarkeit eines Rockwell-Härtetesters bezieht sich auf seine Fähigkeit, über einen Zeitraum, in dem die Testbedingungen gleich bleiben, die gleiche und konsistente Härtemessung an einer einheitlichen Probe zu erhalten.

Wenn eine Probe, die gleichmäßig und speziell für die Härtemessung mit dem Rockwell-Test vorbereitet ist, unterschiedliche Härtewerte liefert, ist der Härteprüfer nicht durchgehend wiederholbar.

Der Grad der Übereinstimmung des Härtewerts derselben Probe über einen kurzen Zeitraum liefert den Grad der Wiederholbarkeit des Härteprüfgeräts.

Die mangelnde Wiederholbarkeit ist ein zufällig auftretender Fehler und nimmt im Allgemeinen zu, wenn die Teile der Härteprüfer aufgrund übermäßiger Reibung beim Testen usw. abgenutzt sind.

Es wird auch beobachtet, dass der Grad der Wiederholbarkeit für viele Rockwell-Härteprüfer zwischen verschiedenen Rockwell-Skalen aufgrund von Abweichungen bei den Kraftbelastungen und Arten von Eindringkörpern variiert.

Sie kann auch bei unterschiedlichen Härtegraden innerhalb derselben Rockwell-Härteskalen variieren, da sich die Eindringtiefe auf der Probenoberfläche ändert.

 

 

Die akzeptablen Werte für Rockwell-Härteprüfer für die Wiederholbarkeit werden anhand der Differenz zwischen den von ihnen angegebenen maximalen und minimalen Härtewerten bewertet.

Abhängig von den verschiedenen Rockwell-Skalen liegen die allgemein akzeptablen Werte für die Wiederholbarkeit zwischen 1 und 2 unter ASTM (American Society for Testing and Materials) und zwischen 1,2 und 6,6 Einheiten unter ISO (International Standards Organization).

Indenter

Eindringkörper sind ein wichtiger Bestandteil von Rockwell-Härteprüfern. Sie tragen wesentlich zu Fehlern bei der Härtemessung bei.

Der in Rockwell-Härteprüfgeräten verwendete Eindringkörper kann entweder eine kugelförmige Stahlkugel oder ein konischer Eindringkörper mit Diamantspitze sein. Es kann verschiedene Faktoren für Unterschiede in der Indenter-Leistung geben.

Dies kann auch auf den Herstellungsprozess des Eindringkörpers zurückzuführen sein, bei dem zwei in jeder Hinsicht identische Eindringkörper unterschiedliche Härtemessungen erzeugen können.

Um solche Probleme zu überwinden, kann ein Benchmarking des Eindringkörpers mit einem in der Vergangenheit verwendeten Master-Eindringkörper durchgeführt werden, der genaue Härtemessungen ergab.

In der Vergangenheit bestand eine Möglichkeit zur Zertifizierung oder zum Benchmarking von Rockwell-Eindringkörpern darin, Härtetests an Referenztestblöcken durchzuführen, und die Messung wurde dann mit dem Blockwert verglichen.

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Die allgemein akzeptablen Toleranzwerte für die Leistung von Diamant-Eindringkörpern betragen 0,5 bis 1 Rockwell-Einheiten vom Testblockwert gemäß den ASTM-Standards.

ISO (4) -Standards erlauben ein Toleranzniveau von 0,8 Rockwell-Einheiten gegenüber der Leistung des Referenzindentierers.

Weder in den ASTM- noch in den ISO-Normen gibt es Anforderungen oder Toleranzwerte für die Leistung von Stahlkugeleinkerbungen.

Vor der Durchführung der Härteprüfung sollten die Eindringkörper visuell auf Schäden jeglicher Art überprüft werden. Die Eindringkörper sollten auch regelmäßig gereinigt werden, damit keine Unvollkommenheiten oder Rückstände auf dem Eindrückabschnitt der Spitze auftreten.

 

 

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