Die Härteprüfung nach Vickers dient zur Bestimmung der Härte von Bauteilen mit geringer bis hoher Härte durch eine Eindringprüfung. Dazu wird ein Prüfkörper in das zu prüfende Bauteil eingedrückt und anschließend wird der bleibende Härteabdruck optisch vermessen und daraus die Vickershärte HV berechnet. Man unterscheidet je nach Größe der Prüfkraft in Makrohärteprüfung, Kleinlasthärteprüfung und Mikrohärteprüfung. Die Härteprüfung nach Vickers gehört zu den optischen Messverfahren bei denen der bleibende plastische Eindruck des Prüfkörpers vermessen wird, während bei den Tiefen-Messverfahren die Eindringtiefe des Prüfkörpers zur Ermittlung der Härte dient. Wie wird die Vickers Härteprüfung durchgeführt? Bei der Vickers Härteprüfung wird eine vierseitige Pyramide als Prüfkörper mit einer definierten Kraft in das zu prüfende Bauteil eingedrückt. Anschließend wird der bleibende quadratische Abdruck des Prüfkörpers lichtoptisch vermessen. Hierzu werden die Längen der beiden Diagonalen des Abdruck ausgemessen und daraus der Härtewert berechnet.
Weiter Randbedingungen Die Dicke der Probe muss mindesten den in DIN EN ISO 6507 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers– Teil 1: Prüfverfahren, Anhang A (normativ) Bild A. 1, geforderten Werten entsprechen. An ebenen Oberflächen darf die Differenz zwischen den Längen der beiden Diagonalen eines Eindruckes nicht größer als 5% sein, ist die Differenz größer, muss es im Prüfbericht angegeben werden. Leider gibt die Norm keinen Hinweis wie die Diagonalen zueinander in Beziehung zu setzen sind. Je nach dem welche der Diagonalen als Bezugsgröße für die Berechnung genommen wird erhält man unterschiedliche Ergebnisse, siehe nebenstehendes Beispiel. Videomesssysteme und automatische Bildauswertung Die Auswertung der Vickershärteeindrücke mit Videosystemen oder mit Bildanalysesystemen ist in der Zwischenzeit weit verbreitet, vor dem Einsatz solcher Systeme sind diese auf Ihre Tauglichkeit zu überprüfen, diese ist nicht immer gegeben. Leider wird in der DIN EN ISO 6507 in keiner Weise auf diese Thematik eingegangen, obwohl diese System seit mehr als 30 Jahren eingesetzt werden.
Die Eindruckgröße wird gemäß den Normen DIN EN ISO 6507-1 (Vickers) oder DIN EN ISO 6506-1 (Brinell) optisch vermessen. Bei den in der DIN EN ISO 6508-1 definierten Messverfahren wird (different zu den beiden o. g. Verfahren) nicht die Eindruckgröße (optisch) vermessen sondern es wird die Tiefen-Differenz des Eindrucks zur Qualifizierung genutzt. Für die Verfahren nach Brinell und Vickers ist eine optische Messeinrichtung erforderlich. Für die Verfahren nach Rockwell ist ein Tiefen-Wegmess-System erforderlich. Die erste kommerziell nutzbare Härteprüfmaschine wurde von dem Schweden Ernst August Brinell im Jahre 1900 entwickelt. Bei dieser Härteprüfmaschine wurde mittels Gewichtsbelastungssystem eine sehr harte Kugel in das zu prüfende Material eingedrückt. Die aufzubringende Prüfkraft wurde mittels Gewichten aufgebracht. Spätere Entwicklungen nutzten unter anderem auch Vorrichtungen bei denen die Prüfkraft mittels hydraulischer Pumpe oder Federkraft aufgebracht werden. Am weitesten verbreitet war bis Ende des 20. Jahrhunderts das Gewichtsbelastungssystem.
Bei der Prüfung der Nitrierhärtetiefe (NHD) wird am Querschliff in regelmäßigen Abständen von der Oberfläche die Härte in HV0, 5 gemessen. Um die oben genannten Abstandsregeln zwischen den einzelnen Eindrücken einzuhalten, erfolgt dies üblicherweise als 'Zick-Zack-Linie'. Die Werte werden graphisch aufgetragen. Die NHD ist der Abstand, bei dem eine bestimmte Grenzhärte unterschritten wird. Üblicherweise ist die Grenzhärte definiert als GH = Kernhärte + 50 HV, kann aber abweichend davon festgelegt werden. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist im folgenden Bild dargestellt. Die Nitrierhärtetiefe (NHD) kann auch aus den Wertepaaren errechnet werden.
B. HV10. Der Härtegrand ist nicht tatsächlich eine Eigenschaft des Werkstoffs und stellt einen empirischen Wert dar, der im Zusammenhang mit dem ausgewählten Härteprüfverfahren und dem verwendete Messbereich bzw. der Prüflast gesehen werden muss. Bei der Härteprüfung muss der Abstand zwischen den jeweiligen Vickers-Eindrücken mehr als das 2, 5-fache der Eindruck-Diagonalen betragen, um eine Beeinflussung der Härteprüfung durch entstehende Materialverdichtungen / Kaltverfestigungen zu vermeiden. Insbesondere bei der Härteprüfung dünner Schichten oder Folien, in Randbereichen eines Werkstücks und bei Oberflächen-Härtungen ist die Vickers - Härteprüfung das einzig zuverlässige Verfahren. Wegen der relativ kleinen Eindrücke und der extrem guten Positionierbarkeit der Eindrücke lässt sich dieses Verfahren hervorragend nutzen für die Ermittlung einer Einhärtungstiefe CHD (EHT - Einhärtungstiefe), SD (RHT Randschichthärtetiefe) und NHT (Nitrierhärtetiefe). Zudem wird hier (wegen der geringen Größe der Eindrücke) von einem nicht zerstörenden Prüfverfahren gesprochen.