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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Innovative Härtemessung statt Zugversuch

Der Zugversuch ist eine zeit- und kostenintensive Prüfmethode, um Werkstoffkennwerte zu bestimmen. Ein neues Härteprüfverfahren erlaubt nun die schnelle zerstörungsarme Ermittlung der Werkstoffkennwerte Dehngrenze Rp0,2 und Zugfestigkeit Rm.


ZB 647 Bild 1 Imprinte c 20150909wb9897.jpg BU

Bild 1.
 Die Prüfmaschine „I3dTest“ ermittelt mit der dreidimensionalen Vermessung von Härteeindrücken die Rp02-Dehngrenze und die Zugfestigkeit. Die Prüfmethodik lässt sich auch in Fertigungsprozesse integrieren.

ZB 647 Bild 2 Imprinte c copper_bw_3d_with_scale. BU

Bild 2.
Dreidimensionale Vermessung eines Härteeindrucks: Bauteile oder Werkstoffproben lassen sich an nahezu beliebigen Stellen punktgenau und schnell überprüfen.

Die Genauigkeit des Verfahrens übertrifft erheblich die gemäß DIN 18265 umgerechneten Zugfestigkeiten aus Brinell- und Rockwell-Härtemessungen und steht in guter Übereinstimmung zu Ergebnissen aus dem Zugversuch. Gleichzeitig wird eine geringere Standardabweichung als bei konventionellen Verfahren bei Messreihen erzielt. Anwendern ist es somit möglich, die Qualitätssicherung von Produkten und Herstellungsverfahren robuster sowie aussagekräftiger durchzuführen. Effizientere Gestaltungen des Betriebsablaufes unter Betrachtung von Prinzipien nach Industrie 4.0 sind möglich. Das Verfahren ist für die meisten Stahl-, Aluminium- und Magnesiumwerkstoffe geeignet und findet sowohl im Labor als auch in der 100%-Prüfung zur punktgenauen Untersuchung von Werkstoffen Anwendung, Bild 1.
Die Nachteile des Zugversuchs für Unternehmen sind sowohl bei interner als auch bei externer Prüfung offensichtlich. Während bei externer Prüfung hauptsächlich die zeitliche Verzögerung sowie die Kosten ein Manko sind, verlangt die interne Prüfung entsprechende Personal- und Maschinenkapazitäten. Eine schnelle oder sogar punktgenaue Prüfung ist aufgrund der notwendigen Prozessschritte auch intern kaum möglich. Aus diesen Gründen wurde eine neue Prüfmethode entwickelt, mit der die Werkstoffkennwerte mit geringer Toleranzabweichung zum Zugversuch bestimmt werden können.
 Das Verfahren beruht auf konventioneller Härteprüfung, bei der im Anschluss der erzeugte Eindruck im Probenstück dreidimensional vermessen wird. Mithilfe der Messungen und Finite-Elemente-Simulationsdaten werden die Fließkurven und Werkstofffestigkeiten der Messpunkte in kurzer Zeit berechnet, Bild 2.

Vielseitige Anwendungen

Die Anwendungsmöglichkeiten umfassen zum Beispiel die Warenein- und -ausgangsprüfung, bei der die sonst üblichen langen Wartezeiten auf wenige Minuten verkürzt werden können. Je nach Probenvolumen lassen sich hiermit auch beträchtliche Kosten einsparen.
Prüfungen nach Wärmebehandlungs- und Fertigungsschritten sowie Schweißnahtprüfungen erlauben mit dem Verfahren eine weitergehende Qualitätssicherung und Optimierung der beteiligten Prozesse.

Seite des Artikels
Autoren

Dr.-Ing. Benjamin Schmaling

Inhaber von Imprintec – Material Testing Solutions in Bochum.

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