Werkstoffe


Quantitative Härteprüfung: Härteprüfung nach Vickers (ISO 6507)

Das Vickers-Prüfverfahren gehört auch zu den optischen Prüfverfahren: Hier wird wie bei Brinell die Eindruckfläche des Prüfkörpers vermessen. Je größer der Eindruck ist, den der Prüfkörper in der Probe hinterlässt, umso weicher ist das getestete Material.

Der normierte Druckstempel ist eine Diamantpyramide mit quadratischem Querschnitt und einem Öffnungswinkel von 136°. Die Prüfkräfte sind zumeist kleiner als beim Brinell-Verfahren, da der Druckstempel spitz ist und im Gegensatz zur stumpfen Kugelkalotte schneller einen Eindruck hinterlässt. Je nach Lastbereich, in dem geprüft wird, unterscheidet man den Mikro- (HV 0,01), den Kleinkraft- (HV 1) und den konventionellen (Makro-) Härtebereich (HV 10). Das Verfahren ist universell bei jedem Werkstoff einsetzbar.

  • Prinzipdarstellung der Härteprüfung nach Vickers.

  • Prinzipdarstellung der Härteprüfung nach Vickers.
    © Prof. Dr. Pospiech
Nachteilig ist allerdings die aufwendigere Probenpräparation im Gegensatz zu den Messverfahren, die nur die Eindringtiefe eines Prüfkörpers messen (z.B. Rockwell): Die Oberflächen sollten für eine Vickers-Mikrohärteprüfung poliert bzw. für eine Makrohärteprüfung zumindest feingeschliffen sein. Insbesondere bei geringen Prüflasten und somit kleinen resultierenden Eindruckoberflächen wirken sich sonst starke Oberflächenunregelmäßigkeiten auf das Prüfergebnis aus. Deshalb ist es empfehlenswert, mit den für den Werkstoff maximal möglichen Prüfkräften zu arbeiten, um die beeinflussenden Faktoren so gering wie möglich zu halten.

Die Probendicke sollte mindestens das 1,5-fache der zu erwartenden Eindrucksdiagonalen betragen. Die gemessenen Diagonalen sollten sich nicht mehr als 5 Prozent in ihrer Strecke unterscheiden. Sonst müsste eine erneute Messung durchgeführt werden. Die Größenordnungen der Eindringdiagonalen befinden sich normalerweise in Bereichen von 10 bis 200 μm. Die Angaben einer Vickers-Prüfung sind dann wie folgt:

  • Einwirkdauer der Prüflast (in der Regel 10 bis 15 Sekunden)
  • Prüflast in kgf (Kilogrammforce)/Newton (N)
  • HV: Abkürzung für die Prüfung nach Vickers
  • der numerische Härtewert

Der große Vorteil des Vickers-Verfahrens ist die universelle Anwendbarkeit: Es sind alle Härtebereiche mit nur einem Prüfkörper zu messen.

Beispiel: 500 HV 5/30

  • 500 = Härtewert
  • HV = nach Vickers
  • 5 = Prüflast 5 kgf (bzw. 50 N)
  • 30 = in diesem Fall Einwirkdauer 30 Sekunden  

Die Vickers-Prüfung ist in der Regel zerstörungsfrei. Bei Keramiken wird der Prüfstempel aber auch verwendet, um subkritisches Risswachstum zu induzieren und den KIC-Wert zu bestimmen. Dann entstehen an den Eindruckspitzen Mikrorisse, die zur Bestimmung des Risswachstums herangezogen werden können.

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Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Peter Pospiech


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