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DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP)

Einführungsbeitrag

Dieser Teil von ISO 14577 legt ein Verfahren zur Prüfung von Schichten fest, das insbesondere zur Prüfung von dünnen Schichten im Nano- beziehungsweise Mikrobereich geeignet ist. Die Anwendung des Verfahrens aus diesem Teil von ISO 14577 ist jedoch nicht erforderlich, wenn die Eindringtiefe einen so geringen Anteil der Schichtdicke ausmacht, dass in jedem möglichen Fall ein Einfluss des Substrates vernachlässigt werden kann und die Schicht als Vollmaterial betrachtet werden kann. Die Grenzen für diese Fälle sind angegeben.
Dieses Prüfverfahren ist auf die Prüfung von Einzelschichten beschränkt, wenn der Eindruck senkrecht zur Oberfläche des Probekörpers erfolgt; gradierte Schichten oder Schichten aus mehreren Schichten können jedoch auch im Querschnitt gemessen werden, wenn die Dicke der einzelnen Schichten oder der Stufungen größer ist als die räumliche Auflösung des Eindringvorgangs.
Das Prüfverfahren ist auf keinen bestimmten Werkstofftyp beschränkt. Der Anwendungsbereich dieses Teils der ISO 14577 umfasst metallische und nicht metallische Überzüge. In diesem Teil von ISO 14577 bezieht sich der Begriff Schicht auf jede feste Schicht mit homogenen Eigenschaften, die sich von denen des Substrates, mit dem er verbunden ist, unterscheiden. Bei dem Verfahren wird angenommen, dass die Eigenschaften der Schicht unabhängig von der Eindringtiefe sind. Komposit-Überzüge werden als homogen betrachtet, wenn die Strukturgröße kleiner als die Größe des Eindrucks ist.
Die Anwendung dieses Teils von ISO 14577 bezüglich der Härtemessung ist nur möglich, wenn der Eindringkörper eine Pyramide oder ein Kegel mit einem Radius der Spitzenverrundung ist, der klein genug ist, damit eine plastische Verformung in der Schicht auftritt. Die Härte von viskoelastischen Werkstoffen oder Werkstoffen, die ein bedeutendes Kriechen aufweisen, wird erheblich von der Dauer der Prüfung beeinflusst.
ISO 14577-1, ISO 14577-2 und ISO 14577-3 legen die Anwendung der instrumentierten Eindringprüfung an Vollmaterialien über alle Kraft und Wegbereiche fest.
Die hier durchgeführte Auswertung lässt keinerlei Aufwölbung oder Einsinken des Eindrucks zu. Der Einsatz eines Atomkraftmikroskops (en: Atomic Force Microscope, AFM) zur Bewertung der Eindruckform ermöglicht die Bestimmung der möglichen Aufwölbung oder Einsenkung der Oberfläche um den Eindruck herum. Diese Oberflächeneffekte führen bei der Auswertung zur Unterschätzung (Aufwölbung) oder Überschätzung (Einsenkung) der Kontaktfläche und können die Messergebnisse somit beeinflussen. Eine Aufwölbung entsteht in der Regel bei vollständig kaltverfestigten Materialien. Eine Aufwölbung von weichen, duktilen Materialien ist bei dünneren Überzügen aufgrund der eingeschränkten Spannungen im Bereich der plastischen Verformung in der Schicht wahrscheinlicher. Es wurde berichtet, dass das aufgewölbte Material bei der Bestimmung der Härte zu einem tatsächlichen Anstieg der Kontaktfläche führt, während bei der Bestimmung des Eindringmoduls dieser Effekt jedoch schwächer ausgeprägt ist, da sich das aufgewölbte Material weniger steif verhält.
Dieses Dokument (EN ISO 14577-4:2016) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 164 "Mechanical testing of metals", Unterkomitee SC 3 "Hardness testing" erarbeitet (Sekretariat: DIN, Deutschland) und von ECISS/TC 101 "Prüfverfahren für Stahl (andere als chemische Analysen)" (Sekretariat: AFNOR, Frankreich) im Rahmen der Wiener Vereinbarung übernommen.
Das zuständige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 062-01-41 AA "Härteprüfung für Metalle" im DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP).

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN ISO 14577-4:2007-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Überführung der Abschnitte zum Prüfverfahren, zur Überprüfung und Kalibrierung der Prüfmaschine und zur Kalibrierung von Referenzproben, die früher in dieser Norm enthalten waren, an die entsprechenden Stellen von DIN EN ISO 14577-1, -2 bzw. -3 und Ersatz durch Verweisungen in diesem Teil; b) Überarbeitung der Flussdiagramme zur Auswahl der Geometrie des Eindringkörpers; c) Überarbeitung und Ergänzung der Schemata für Eindringmodul und Eindringhärte; d) redaktionelle Änderungen.

Dokument: zitiert andere Dokumente

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

NA 062-01-41 AA - Härteprüfung für Metalle  

Zuständiges europäisches Arbeitsgremium

CEN/TC 459/SC 1 - Prüfverfahren für Stahl (andere als chemische Analysen)