Einfluß der Belastungsgeschwindigkeit bei der Härteprüfung by Ramaswamy Lakshmanan

By Ramaswamy Lakshmanan

1m Schrifttum wird zwischen physikalischer und technischer Harte IItter schieden. Der physikal ische Hartebegriff geht auf H. Hertz 1) 2) IXld F. Auerbach three) zUrUck, wonach Harte diejenige Belastung ist, bei der eine eben sichtbare Deformation an dem zu prUfenden Kerper erkennbar wird. Hingegen bedient guy sich in der Technik der Definition der Harte nal h A. Martens 4), derzufolge guy unter Harte den Widerstand versteht, de'l ein Kerper dem Eindringen eines anderen Kerpers unter meBbarer plastischer Verformung entgegensetzt. Diese Definition ist genau gerlOmmen unzulanglich, wenn guy beri. icksich tigt, daB der Eindringwiderstand eines Werkstoffes von verschiedenen anderen Werkstoffeigenschaften wie Elastizitat, Plastizitat und Visko- tat mitbeeinfluBt wird. Die technische Harte ist somit keine physikalisch eindeutig definierte Werkstoffeigenschaft 5)6)7) Dennoch weist die bei ferritischem Stahl empirisch gefundene Proportionalitat zwischen der Harte nach dem Brinellschen Verfahren und der Zugfestigkeit auf eine Vergleich barkeit der FI iel3vorgange bei beiden PrQfverfahren hin, additionally auf die Meg lichkeit eines zahienmaBigen Bildes des Formanderungswiderstandes eines Werkstoffes eight) Demzufolge sind al Ie Verfahren zur Bestimmung der Festig keit gleichzeitig auch geeignet, Vergleichswerte fur die mittlere Harte zu liefern, da sie nicht nur die Oberflachenharte erfassen, sondern auch die Harte im Inneren des Werkstoffs. Von diesem Standpunkt aus kann etas Spannung-Dehnung-Schaubild, das guy bei einem Zugversuch erhalt, auch als Vergleichskurve fur die Harte herangezogen werden.

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Die Grundlage fUr die allgemeine Verwendbarkeit dieser Eichkurve ist das Zuordnen von Harte, Durchmesser der Kalotte und die dazugeh6rige Kraft untereinander. Beim statischen Versuch wird die Kraft konstant gehalten, so daB der Kalottendurchmesser nur von der Harte abhangig ist. Hiergegen ist bei der Schlagharteprufung die Kraft nicht konstant. Wie schon erwahnt, wird die Kraft auf die Probe von der Elastizitat und Masse der Unterlage beeinfluBt. Um die Gultigkeit der Eichkurve zu gewahrleisten, muB die Unterlagenelastizitat auch bei spateren Versuchen dieselbe sein wie bei der Aufstellung der Eichkurve.

Es ist auffallend, daB die Impulse fUr den ersten und zweiten StoB ahnI iche GroBenordnungen haben und trotzdem die gemessenen Krafte sich deutlich voneinander unterscheiden. Dies ist erklarlich, weil die Zeiten von Null bis Maximum fUr die zweite Welle kDrzer sind als fur die erste, und bei ungefahr gleichbleibendem Wert J P dt muB P zunehmen. Fur die dritte Welle ist die Impulsabnahme starker als die Zeitverkurzung und resultierend nimmt P 3 mit zunehmender Harte abo In Bild 20 sind die Ergebnisse fUr die halbe Schlagstufe aufgefuhrt und bestatigen im wesentl ichen die oben aufgefuhrten Uberlegungen.

Schon eine geringe Eindringgeschwindigkeitserh6hung bei der Brinell-Harteprufung einen betrachtlichen Fehler durch zusatzliche Tragheitskraft. Bei diesen noch geringen Verformungsgeschwindigkeiten tritt keine merkliche Erh6hung des Werkstoffwiderstandes auf, so daB eine gr6Bere Kalotte und damit eine zu niedrige Harte resultiert. Wenn aber wie bei der Schlagharteprufung die statische Kraft gegenuber der Tragheitskraft vernachlassigbar klein wird, wird die durch die gr6Bere Verformungsgeschwindigkeit verursachte Werkstoffverfestigung mehr oder weniger grOBer.

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