DIN 50157-1-2008 Metallic materials - Hardness testing with portable measuring instruments operating with mechanical penetration depth - Part 1 Test method《金属材料 通过便携式测量仪的电穿透深度进行金属材.pdf

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1、April 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 77.040.10!$I“1386125www.din.deDDIN 50157-1Met

2、allische Werkstoffe Hrteprfung mit tragbaren Hrteprfgerten, die mit mechanischerEindringtiefenmessung arbeiten Teil 1: PrfverfahrenMetallic materials Hardness testing with portable measuring instruments operating with mechanicalpenetration depth Part 1: Test methodMatriaux mtalliques Essai de duret

3、avec des appareils de mesure portables qui travaillent avec la mesuredu profondeur de pntration mcanique Partie 1: Mthode dessaiAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN 50157-1:2008-04 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsber

4、eich 5 2 Normative Verweisungen. 5 3 Kurzbeschreibung 5 4 Symbole . 6 5 Bezeichnung 7 6 Prfgert 7 7 Probe 8 8 Durchfhrung 8 9 Messunsicherheit der Ergebnisse 9 10 Prfbericht. 9 Anhang A (normativ) Form der Eindringkrper 10 Anhang B (informativ) Beispiele fr die Abhngigkeit der Mindestdicke der Werks

5、tcke von der Hrte und der Form des Eindringkrpers 11 Anhang C (informativ) Unsicherheit der Hrtemesswerte . 14 Anhang D (informativ) Verfahren fr die periodische Prfung der Prfgerte durch den Anwender. 19 Literaturhinweise . 20 DIN 50157-1:2008-04 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitskreis Nor

6、mung portabler Hrteprfverfahren“ des Arbeitsausschusses NA 062-01-41 AA erarbeitet. DIN 50157, Metallische Werkstoffe Hrteprfung mit tragbaren Hrteprfgerten, die mit mechanischer Eindringtiefenmessung arbeiten besteht aus: Teil 1: Prfverfahren Teil 2: Prfung und Kalibrierung der Hrteprfgerte DIN 501

7、57-1:2008-04 4 Einleitung Tragbare Hrteprfgerte sollen die Hrteprfungen an Proben erlauben, die zu gro oder zu schwer sind, um sie auf ortsfesten Hrteprfmaschinen zu prfen. Da die klassischen Hrteprfverfahren wie Rockwell, Vickers, Brinell u. a. in tragbaren Gerten nicht oder nur schwer realisierbar

8、 sind, haben verschiedene Hersteller versucht, in Anlehnung an die klassischen Verfahren neue Prfverfahren zu entwickeln, die auch in tragbaren Gerten verwendbar sind. Leider bedeutet die Entwicklung jedes neuen Prfverfahrens im Prinzip auch die Einfhrung einer neuen Hrteskala. Wenn diese Gerte die

9、gemessenen Hrtewerte in den gngigen Skalen wie Rockwell, Vickers oder Brinell angeben sollen, mssen sie eine Umwertung durchfhren. Solche Hrtewerte sind dann keine wirklichen Rockwell-, Vickers- oder Brinellwerte, weil sie nicht mit den genormten Rockwell-, Vickers- oder Brinell-Verfahren bestimmt w

10、orden sind. Bei der Eindringtiefenmessung wird eine relative Tiefenmessung analog dem Rockwell-Verfahren durch-gefhrt. Bei Messungen mit tragbaren Hrteprfgrten werden die Gerte in den meisten Fllen von Hand an der Probe festgehalten. Dabei knnen je nach der Erfahrung des Prfers zustzliche Bedienungs

11、fehler in das Prfergebnis einflieen. DIN 50157-1:2008-04 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt das Verfahren der Hrteprfung metallischer Werkstoffe durch tragbare Hrteprfgerte mit mechanischer Messung der Eindringtiefe fest. Die Gerte arbeiten mit einer Prfgesamtkraft zwischen 50 N und 1 000 N und e

12、iner Prfvorkraft zwischen 10 N und 100 N. ANMERKUNG Die mit den Gerten nach dieser Norm bestimmten Hrtewerte bilden keine eigene Hrteskala. Die ermittelten Hrtewerte werden den bestehenden Hrteskalen nach Vickers (DIN EN ISO 6507), Brinell (DIN EN ISO 6506), Rockwell (DIN EN ISO 6508) zugeordnet. Di

13、e Hrteskalen nach HR, HV und HBW ermitteln die Hrtewerte mit anderen Eindringkrperformen, anderen Prfkrften und einem anderen Messprinzip. Daher knnen die nach dem in dieser Norm beschriebenen Messprinzip ermittelten Messwerte nur ber entsprechende Referenzkurven oder empirische Beziehungen den ents

14、prechenden Skalen fr HR, HV und HBW zugeordnet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug

15、 genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 50157-2:2008-04, Metallische Werkstoffe Hrteprfung mit tragbaren Hrteprfgerten, die mit mecha-nischer Eindringtiefenmessung arbeiten Teil 2: Prfung und Kalibrierung der Hrteprfgerte DIN EN ISO 6508-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach R

16、ockwell Teil 1: Prfverfahren (Skalen A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) DIN EN ISO 6508-2:2006-03, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Rockwell Teil 2: Prfung und Kalibrierung der Prfmaschinen (Skalen A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) 3 Kurzbeschreibung Die Gerte arbeiten nach dem Rockwellprinzip, d

17、. h., es wird eine Prfvorkraft F0aufgebracht, dann wird eine Prfzusatzkraft F1aufgebracht, gehalten und zurckgenommen, sodass wieder die Prfvorkraft wirkt, siehe Bild 1. Ein Eindringkrper, wie in Anhang A festgelegt (entsprechend Herstellerangaben), wird von Hand oder durch einen im Messkopf eingeba

18、uten Mechanismus mit stetig steigender Kraft bis zu einem Maximalwert senkrecht in die Oberflche einer Probe eingedrckt, dabei wird die Eindringtiefe nach Erreichen einer festgelegten Prfvorkraft whrend der Kraftaufbringung und ebenso nach der Rcknahme der Prfzusatzkraft gemessen. Aus der Differenz

19、der Eindringtiefen beider Messungen wird vom Gert ber eine Kalibrierkurve die Hrte bestimmt. Die Prfvorkrfte liegen im Bereich zwischen 10 N und 100 N, die Prfgesamtkrfte zwischen 50 N und 1 000 N. Die Prfzeiten, nach Herstellerangaben, entsprechen den Zeiten in DIN EN ISO 6508-1. ANMERKUNG Hrtewert

20、e knnen nur verglichen werden, wenn Eindringkrper, Prfvorkrfte und Prfgesamtkrfte im Rahmen der Vorgaben gleich sind. DIN 50157-1:2008-04 6 4 Symbole 4.1 Symbole Siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Formelzeichen, ihre Benennung und Einheiten Formelzeichen Benennung Einheit F0Prfvorkraft N F1Prfzusatzkraft N

21、F Prfgesamtkraft (F0+ F1) N h bleibende Endringtiefe unter Prfvorkraft nach Rcknahme der Prfzusatzkraft mm Legende 1 Eindringtiefe durch Prfvorkraft F02 Eindringtiefe durch Prfzusatzkraft F13 elastische Rckverformung infolge Rcknahme der Prfzusatzkraft F14 bleibende Eindringtiefe h 5 Probenoberflche

22、 6 Bezugsebene fr die Messung 7 Eindringkrperposition Bild 1 Schema des Prfvorgangs DIN 50157-1:2008-04 7 4.2 Angabe der Hrtewerte Im Folgenden ist ein Beispiel fr die Angabe der mit diesen Gerten bestimmten Hrtewerte angegeben. BEISPIEL 50 H MM HRC Umgewertetes Verfahren Mobil (transportabel)/Mecha

23、nisch Hrte Hrtewert 5 Bezeichnung Bezeichnung der Prfung der Hrte mit tragbarem Hrteprfgert: Prfverfahren DIN 50157-1 6 Prfgert 6.1 Das Prfgert besteht aus dem mechanischen Messkopf und dem elektronischen Mess- und Anzeigeteil, die mit einem Kabel, oder in einer anderen Form, z. B. Infrarotsignale,

24、verbunden sind. 6.2 Die fr den Eindruck erforderlichen Prfkrfte werden entweder durch einen in den Messkopf einge-bauten Mechanismus oder von Hand stofrei auf den Eindringkrper aufgebracht. ANMERKUNG Prfkrfte ber 100 N sollten durch einen in den Messkopf eingebauten Mechanismus aufgebracht werden. 6

25、.3 Das Prfgert beschrnkt die Prfgesamtkraft F auf den gertespezifischen Wert. 6.4 Das Prfgert misst die Eindringtiefe des Eindringkrpers bei der vorgegebenen Prfvorkraft whrend des Aufbringens der Prfvorkraft und spter whrend der Rcknahme der Prfzusatzkraft. 6.5 Der Eindringkrper hat die in Anhang A

26、 festgelegten Formen. ANMERKUNG 1 Der Hrtebereich, der mit diesen Gerten erfasst wird, reicht von 20 HRC bis 70 HRC. Die Tiefen-messung erstreckt sich ber den Bereich 0 m bis 300 m. ANMERKUNG 2 Die Gerte knnen auer fr die Prfung von Metallen auch fr die Prfung anderer Werkstoffe eingesetzt werden. D

27、IN 50157-1:2008-04 8 7 Probe 7.1 Die Prfung wird an einer glatten und ebenen oder gekrmmten Oberflche vorgenommen, die frei von Zunder, Fremdkrpern, insbesondere frei von Schmierstoffen sein muss, wenn nichts anderes in einer Produktnorm festgelegt ist. 7.2 Die Vorbereitung der Prfflche muss so durc

28、hgefhrt werden, dass nderungen der Hrte an der Oberflche, z. B. durch starkes Erwrmen oder Kaltverformen, auf ein Minimum beschrnkt bleiben. Dies muss insbesondere bei kleinen Eindringtiefen beachtet werden. 7.3 Die Dicke der Probe oder der zu prfenden Schicht muss bei konischen Eindringkrpern minde

29、stens das 10fache und bei sphrischen Eindringkrpern das 15fache der Eindringtiefe betragen. Auf der Rckseite der Probe drfen nach der Prfung keine Verformungen sichtbar sein. Im Anhang B sind Beispieldiagramme fr einige Formen von Eindringkrpern und Werte von Prfkrften angegeben, die die minimal not

30、wendige Dicke der Proben fr diese Eindringkrper und Prfkrfte in Abhngigkeit von der Hrte zeigen. ANMERKUNG Prfungen auf gekrmmten Oberflchen sollten entsprechend Herstellerangaben durchgefhrt werden, sowohl wegen der praktischen Schwierigkeiten, den Messkopf richtig aufzusetzen, als auch wegen der d

31、ann notwendigen Korrekturen. 8 Durchfhrung 8.1 Die Prfung wird bei Raumtemperaturen zwischen 10 C und 35 C durchgefhrt. 8.2 Es ist sicherzustellen, dass sich die Probe whrend der Messung nicht verschieben kann. Gegebenen-falls ist dafr eine geeignete Aufnahmevorrichtung zu verwenden. Jede Bewegung d

32、er Probe verflscht die Messung und kann eine Beschdigung des Eindringkrpers bewirken. 8.3 Der Messkopf ist mit seinem Fu auf die gewnschte Messstelle zu setzen. Nacheinander werden die Prfvorkraft und die Prfzusatzkraft aufgebracht. Danach wird die Prfzusatzkraft zurckgenommen, so dass nur die Prfvo

33、rkraft wirkt. Aus der Differenz der Eindringtiefen wird die Hrte ermittelt. 8.4 Der gemessene Hrtewert (siehe 4.2) wird auf der Anzeige abgelesen. 8.5 Der Abstand des Mittelpunktes eines beliebigen Prfeindruckes vom Rand der Probe (Werkstck) sollte mindestens das Dreifache des Durchmessers des Prfei

34、ndrucks betragen. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier nebeneinander liegender Prfeindrcke sollte fr Werkstoffe wie Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen mindestens das Dreifache des mittleren Eindruckdurchmessers und fr Werkstoffe wie Leichtmetalle, Blei, Zinn und deren Legierungen mindesten

35、s das Sechsfache des mittleren Eindruckdurchmessers betragen. ANMERKUNG Die Messung kann ohne Korrekturen auf horizontalen, vertikalen oder geneigten Oberflchen ausge-fhrt werden. 8.6 Die Prfzeiten entsprechen den Herstellerfestlegungen. DIN 50157-1:2008-04 9 9 Messunsicherheit der Ergebnisse Die Ur

36、sachen der Abweichungen der Ergebnisse knnen in zwei Gruppen aufgeteilt werden: 9.1 Quellen, die abhngig sind vom Hrteprfgert. Dazu gehren auch Abweichungen bei der Kalibrierung und Abweichungen, die durch die Hrtevergleichsplatten verursacht werden (siehe Anhang C). 9.2 Quellen, die abhngig sind vo

37、n den angewendeten Prfverfahren und von den unterschiedlichen Prfbedingungen. ANMERKUNG Wie bei allen tragbaren Hrteprfgerten knnen Abweichungen vor allem dadurch entstehen, dass das Gert whrend der Messvorganges nicht fest mit der Prfflche verbunden ist. Als berschlgiger Wert fr die erweiterte Mess

38、unsicherheit (Vertrauensniveau 95 %, k = 2) kann die Grenz-abweichungen des Prfgertes unter Prfbedingungen aus DIN 50157-2:2008-04, Tabelle 1, verwendet werden. Ein Beispiel fr die Abschtzung der Unsicherheit der gemessenen Hrtewerte ist in Anhang C angegeben. 10 Prfbericht Der Prfbericht muss minde

39、stens folgende Angaben enthalten: a) Hinweis auf DIN 50157-1; b) die Einzelheiten, die zur Identifizierung der Probe notwendig sind; c) verwendeter Eindringkrper, angewendete Prfkrfte und Prfzeiten; d) die erhaltenen Messergebnisse und deren Messunsicherheit; e) alle wesentlichen Einzelheiten der Pr

40、fung, die nicht in diesem Teil von DIN 50157 festgelegt sind, oder die wahlweise angewandt werden knnen; f) Einzelheiten ber alle Vorkommnisse, die das Messergebnis beeinflusst haben knnten; g) die Prftemperatur, wenn sie auerhalb des in 8.1 festgelegten Bereiches liegt; h) Name des Prfers; i) Prfda

41、tum. DIN 50157-1:2008-04 10 Anhang A (normativ) Form der Eindringkrper A.1 Diamantkegel Kegelwinkel 120, Spitzenradius 0,2 mm, nach DIN EN ISO 6508-2:2006-03, 4.3.1. A.2 Kegelstumpf aus Diamant Einzelheiten, siehe DIN 50157-2:2008-04, 5.2. A.3 Sphrischer Eindringkrper Hartmetallkugel mit 1,587 5 mm

42、Durchmesser, nach DIN EN ISO 6508-2:2006-03, 4.3.2. DIN 50157-1:2008-04 11 Anhang B (informativ) Beispiele fr die Abhngigkeit der Mindestdicke der Werkstcke von der Hrte und der Form des Eindringkrpers Legende X Mindestdicke (mm) Y Hrte (HRC) Bild B.1 Abhngigkeit Mindestdicke in Abhngigkeit von der

43、Hrte Skala HRC Konischer Diamanteindringkrper, Spitzenwinkel 120, Prfgesamtkraft 980 N Legende X Mindestdicke (mm) Y Hrte (HBW 1/30) Bild B.2 Mindestdicke in Abhngigkeit von der Hrte Skala HBW 1/30 Hartmetallkugel 1,587 5 mm, Prfgesamtkraft 980 N DIN 50157-1:2008-04 12 Legende X Mindestdicke (mm) Y

44、Hrte (HRC) Bild B.3 Mindestdicke in Abhngigkeit von der Hrte Skala HRC Kegelstumpf aus Diamant, Gesamtkraft 49 N Legende X Mindestdicke (mm) Y Hrte (HBW 1/30) Bild B.4 Mindestdicke in Abhngigkeit von der Hrte Skala HBW 1/30 Kegelstumpf aus Diamant, Gesamtkraft 49 N DIN 50157-1:2008-04 13 Legende X M

45、indestdicke (mm) Y Hrte (HV5) Bild B.5 Mindestdicke in Abhngigkeit von der Hrte Skala Vickers HV5 Kegelstumpf aus Diamant, Gesamtkraft 49 N DIN 50157-1:2008-04 14 Anhang C (informativ) Unsicherheit der Hrtemesswerte C.1 Allgemeine Anforderungen Die Herangehensweise an die Bestimmung der Unsicherheit

46、 bercksichtigt nur jene Unsicherheiten, die mit der messtechnischen Gesamtfunktion des Hrteprfgertes im Zusammenhang mit Hrtevergleichsplatten (im Folgenden mit CRM abgekrzt) verbunden sind. Die Unsicherheiten der Funktion spiegeln die kombinierte Wirkung aller Einzelunsicherheiten (indirekte Prfung

47、) wider. Wegen dieser Herangehensweise ist es wichtig, dass die individuellen Gertekomponenten innerhalb der Toleranzen wirken. Es wird nachdrcklich empfohlen, dass dieses Verfahren maximal nach einem Jahr nach dem erfolgreichen Bestehen der direkten Prfung angewendet wird. Bild C.1 Struktur der met

48、rologischen Kette fr die Definition und Weitergabe der Hrteskalen Bild C.1 zeigt die Struktur der metrologischen Kette mit vier Niveaus, die notwendig sind, um die Hrteskalen zu definieren und weiterzugeben. Die Kette beginnt auf dem internationalen Niveau, wo die internationalen Definitionen der verschiedenen Hrteskalen festgelegt werden, um internationale Vergleiche durchzufhren. Eine Anzahl von primren Hrtenormalmesseinrichtungen auf dem nationalen Niveau erzeugen primre Hrtevergleichs