Bestimmung von Härtetiefen mit Ultraschall-Rückstreuverfahren

Die meisten Bauteile erfahren im Bereich ihrer Oberfläche die größten mechanischen und chemischen Belastungen. Durch verschiedene Verfahren wird deshalb das Material in der oberflächennahen Zone gezielt so behandelt, daß sich ein hartes Randgefüge einstellt; das darunter liegende Material aber weniger hart und duktil bleibt. Die Auswahl des Verfahrens zur Oberflächenhärtung richtet sich nach dem zu härtenden Material und nach der gewünschten Härte und Härtetiefe. Zur Qualitätsbeurteilung einer gehärteten Schicht ist neben den Härtwerten selbst die Härtetiefe und deren lokale Änderung über dem gehärteten Bauteil von Bedeutung. Zur zerstörungsfreien Prüfung von Härtetiefen wurden Verfahren entwickelt, die die elektrischen, magnetischen oder mechanischen Eigenschaftsänderungen im Übergangsbereich gehärtet/nicht gehärtet ausnutzen. Die zu analysierende Tiefe, der vorliegende Härtegradient und die Struktur der Übergangszone zum Grundmaterial bestimmen die Wahl des geeigneten zerstörungsfrei en Prüfverfahrens. Stand und Möglichkeiten der zerstörungsfreien Qualitätssicherung induktiv gehärteter Teile und die Möglichkeiten der mikromagnetischen Verfahren zur zerstörungsfreien Ermittlung der Einhärtungstiefe sind kürzlich beschrieben worden /1,2/. Die Ergebnisse zeigen, daß mit mikromagnetischen Meßgrößen Randhärtungstiefen (Rht) bzw. Einhärtungstiefen (Eht) bis etwa 4 mm bestimmt werden können. Zur Ermittlung größerer Einhärtungstiefen kommen Ultralschallverfahren in Betracht und hier bieten sich Ultraschall-Rückstreuverfahren überall dort an, wo das an der Grenzfläche gehärtet/nicht gehärtet reflektierte oder gebeugte Ultraschallecho nicht ausgenutzt werden kann. Die im Übergangsbereich erzeugten Ultraschall-Rückstreuverfahren zur Gefügecharakterisierung und Korngrößenbestimmung entwickelt /4,5/ und Prüfgeräte gebaut /6/. Heute kommt dem Ultraschall-Rückstreuverfahren zur Ermittlung von Härtetiefen größer 4 mm wieder Bedeutung zu, weil Fortschritte in der Gerätetechnik de