EN ISO 6506 Metallische Werkstoffe – Brinellhärteprüfung

Die Norm „EN ISO 6506 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Brinell“, die auf einer europäischen Norm basiert und später von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlicht wurde, besteht aus den folgenden, unter gleichem Titel veröffentlichten Unterabschnitten:

• Die Norm „EN ISO 6506-1 Teil 1: Prüfverfahren“ beschreibt das Brinell-Härteprüfverfahren für metallische Werkstoffe. Dieses Verfahren ist sowohl auf stationären als auch auf portablen Härteprüfmaschinen anwendbar. Für bestimmte Werkstoffe oder Produkte gibt es eigene internationale Normen (z. B. „ISO 4498 Gesinterte metallische Werkstoffe ohne Hartmetalle – Bestimmung der scheinbaren Härte und der Mikrohärte“). Diese Normen beziehen sich im Allgemeinen auf EN ISO 6506-1.

Bei diesem Test wird im Prinzip ein Eindringkörper (eine Kugel aus Wolframkarbid-Verbundwerkstoff) auf die Oberfläche eines Prüfstücks gedrückt und der Durchmesser des Eindrucks gemessen, der nach Wegnahme der Kraft verbleibt. Die Brinellhärte ist proportional zur Prüfkraft geteilt durch die gekrümmte Oberfläche des Eindrucks. Der Eindruck wird als unbelasteter Kugeleindruck angenommen, und die Oberfläche wird aus dem durchschnittlichen Eindruckdurchmesser und dem Kugeldurchmesser mithilfe der Formel in der Tabelle der Norm berechnet.

Der Test sollte grundsätzlich bei einer Umgebungstemperatur zwischen 10 und 35 Grad Celsius durchgeführt werden. Da Temperaturschwankungen die Ergebnisse beeinflussen können, kann die Temperatur beim Brinell-Test auch in einem engeren Bereich, beispielsweise 23 Grad Celsius plus/minus 5 Grad Celsius, eingestellt werden.

• Die Norm „EN ISO 6506-2 Teil 2: Überprüfung und Kalibrierung von Prüfmaschinen“ beschreibt die direkten und indirekten Überprüfungsmethoden von Prüfmaschinen zur Bestimmung der Brinellhärte gemäß der Norm EN ISO 6506-1 sowie wann diese beiden Überprüfungsarten durchgeführt werden sollten.

Bei der direkten Verifizierung wird überprüft, ob einzelne Leistungsparameter der Maschine innerhalb der festgelegten Grenzen liegen. Bei der indirekten Verifizierung wird die Gesamtleistung der Maschine durch Härtemessungen von nach EN ISO 6506-3 kalibrierten Referenzblöcken überprüft. Wird eine Prüfmaschine auch für andere Härteprüfverfahren eingesetzt, muss sie für jedes Verfahren separat verifiziert werden. Diese Norm gilt sowohl für stationäre als auch für portable Härteprüfmaschinen. Bei Maschinen, die das vorgegebene Kraft-Zeit-Profil nicht einhalten, können die direkte Verifizierung von Kraft und Prüfzyklus modifiziert werden.

Bevor eine Brinell-Härteprüfmaschine validiert werden kann, muss sie überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie gemäß den Anweisungen des Herstellers ordnungsgemäß kalibriert ist. Insbesondere sollte Folgendes überprüft werden:

• Die Fassung, die den Kugelhalter hält, gleitet korrekt in ihrer Führung
• Jeder Kugelhalter mit Kugeln wird während der Kalibrierung fest im Schlitz gehalten
• Die Prüfkraft wird ohne Stöße, Vibrationen oder übermäßigen Strom angelegt und entfernt, und zwar so, dass die Messwerte nicht beeinträchtigt werden.
• Ist das Eindruckdurchmesser-Messsystem in die Maschine integriert,
  • Das Umschalten vom Prüfkraftentfernungs- in den Messmodus hat keinen Einfluss auf die Durchmessermessung.
  • Die Beleuchtung hat keinen Einfluss auf die Durchmessermessung
  • Bei Bedarf liegt der Mittelpunkt der Vertiefung in der Mitte des Sichtfeldes.

Der Block muss speziell für die Verwendung als Referenzblock hergestellt werden. Es wird betont, dass ein Herstellungsprozess erforderlich ist, der die notwendige Homogenität, strukturelle Stabilität und Oberflächenhärte gewährleistet. Die Mindestdicke jedes zu kalibrierenden Metallblocks muss 16 mm für 10-mm-Kugeln, 12 mm für 5-mm-Kugeln und 6 mm für kleinere Kugeln betragen. Bei 10-mm-Kugeln können 12 mm nur verwendet werden, wenn der Referenzblock eine Härte von mehr als 150 Brinell aufweist. Referenzblöcke müssen entmagnetisiert werden. Wenn die Blöcke aus Stahl bestehen, wird dem Hersteller empfohlen, sicherzustellen, dass sie am Ende des Herstellungsprozesses entmagnetisiert werden. Die Ebenheit der beiden Oberflächen und die Parallelität des Referenzblocks müssen der in der Norm angegebenen Tabelle entsprechen.

Referenzblöcke werden auf einer Kalibriermaschine bei einer Temperatur von 23 °C plus/minus 5 °C nach dem in EN ISO 6506-1 beschriebenen Verfahren kalibriert. Während der Kalibrierung sollte die thermische Drift 1 °C nicht überschreiten. Die maximale Geschwindigkeit des Eindringkörpers unmittelbar vor dem Auftreffen auf die Oberfläche des Prüfblocks sollte den in der Tabelle angegebenen Werten entsprechen.

• In der Norm „EN ISO 6506-4 Teil 4: Tabelle der Härtewerte“ wird eine Tabelle mit Brinellhärtewerten zur Verwendung bei Prüfungen an ebenen Flächen angegeben.

Die Bestimmung der Brinellhärte für Prüfungen an ebenen Flächen erfolgt gemäß den in der Norm angegebenen Tabellen. Ist der gemessene Eindruckdurchmesser nicht in der Tabelle angegeben, muss zwischen zwei benachbarten Werten und den beiden zugehörigen Härtewerten linear interpoliert werden. Jeder Härtewert wird mit drei signifikanten Stellen angegeben, berechnet sich jedoch aus dem nominalen Kraft-Durchmesser-Index und nicht aus dem angegebenen Kraftwert, um Abweichungen in den bei einem gegebenen Kraft-Durchmesser-Index berechneten Härtewerten zu vermeiden. In einigen Fällen führt diese Berechnungsmethode zu einem Fehler von einer Stelle bei der niedrigstwertigen Stelle.

Die Normenreihe EN ISO 6506 wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Konsistenz und Standardisierung: Diese Normen stellen sicher, dass die Brinell-Härteprüfung weltweit einheitlich durchgeführt wird. Dies ermöglicht einen zuverlässigen Vergleich der Härtewerte zwischen Laboren, Branchen und Ländern.
• Materialqualitätskontrolle: Die Härte ist ein wichtiger Indikator für Materialeigenschaften wie Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit. ISO 6506 unterstützt Hersteller und Ingenieure bei:
  • Überprüfung der mechanischen Eigenschaften von Rohstoffen
  • Sicherstellen, dass die Komponenten den Designspezifikationen entsprechen
  • Aufrechterhaltung der Qualitätskontrolle während der Produktion
• Design und Sicherheit: Designer verwenden Härtewerte, um das Verhalten von Materialien unter Belastung oder in rauen Umgebungen vorherzusagen. Dies ermöglicht eine geeignete Materialauswahl und Konstruktion für spezifische Anwendungen und gewährleistet so strukturelle Integrität und Sicherheit.
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrtindustrie, das Baugewerbe und viele andere Branchen müssen diese Standards einhalten, um gesetzlichen und vertraglichen Verpflichtungen nachzukommen.
• Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit: Diese Normen schaffen Klarheit hinsichtlich Prüfkräften, Kerbmaterialien und -größen, Verweilzeiten sowie Prüfverfahren und Kalibrierung.

Die Norm EN ISO 6506 ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Brinell-Härtemessungen genau, zuverlässig und weltweit anerkannt sind.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm EN ISO 6506 (Metallische Werkstoffe – Brinell-Härteprüfung) an.