Härteprüfung nach Knoop

Einordnung, Ablauf, Unterscheidung und Praxisempfehlungen.

Einordnung des Knoop-Verfahrens

Das Knoop-Verfahren ist ein statisches Härteprüfverfahren, das als Alternative zum Vickers Verfahren entwickelt wurde und besonders zur Prüfung von dünnen Schichten bzw. spröden Materialien angewendet wird. Es lässt sich wie folgt charakterisieren:

Es gehört zu den genormten Verfahren (ISO 4545, ASTM E92, ASTM E384).
Das Knoop-Verfahren hat einen Prüflastbereich von 1 gf bis 2 kgf gemäß ISO und ASTM, das heißt mit diesem Verfahren lässt sich im Mikro- und im Kleinlastbereich Härte prüfen.
Bei der Härteprüfung nach Knoop wird die Größe des Eindrucks analysiert, den der Prüfkörper im Material hinterlässt, um daraus den Härtewert zu bestimmen.
Form und Material des Eindringkörpers: Der Eindringkörper ist eine Diamantpyramide mit rhombischer Grundfläche, die einen Längskantenwinkel von 172,5° sowie einen Querkantenwinkel von 130° besitzt.

Wie ist der Ablauf des Knoop-Prüfverfahrens?

Im Rahmen der Knoop Härteprüfung wird die hinterlassene Eindrucksfläche des Eindringkörpers präzise vermessen, um den Härtewert zu berechnen.

Je größer der Eindruck, den der Eindringkörper unter definierter Prüfkraft auf der Oberfläche eines Werkstückes (einer Probe) hinterlässt, desto weicher ist das getestete Material.

Probenanforderungen bei der Härteprüfung nach Knoop

Welche Knoop-Methoden und Anwendungen gibt es und wofür werden sie eingesetzt?

Wie liest und stellt man einen Knoop-Härtewert dar?

Vergleich Knoop- und Vickers-Verfahren

Vor- und Nachteile des Knoop-Verfahrens

Die Härteprüfung nach Knoop bietet folgende Vorteile:

Die Knoop-Härteprüfung eignet sich für sämtliche Werkstoffe – von sehr weichen bis zu extrem harten Materialien – und deckt damit ein breites Härtespektrum ab.
Für alle Knoop-Prüfmethoden wird ein einziger Eindringkörper verwendet, was das Handling vereinfacht.
Durch die längere Längsdiagonale des Knoop-Eindrucks bei gleicher Prüfkraft ist die Auswertung besonders präzise – teils sogar genauer als bei der Vickers-Methode.
Die Prüfung verursacht nur minimale Schäden an der Probenoberfläche und gilt daher als nahezu zerstörungsfrei – ideal auch für empfindliche Werkstoffe wie Glas oder Keramik.
Dank ihrer Form ist die Methode optimal für sehr dünne Schichten, kleine oder langgestreckte Proben sowie spröde Materialien, bei denen andere Verfahren an ihre Grenzen stoßen.

Die Härteprüfung nach Knoop besitzt folgende Nachteile:

Die Oberfläche der Probe muss sorgfältig vorbereitet sein – ohne Schleifen oder Polieren ist eine exakte Auswertung des optischen Eindrucks kaum möglich.
Der gesamte Prüfprozess dauert deutlich länger als beispielsweise bei der Rockwell-Methode – inklusive Probenpräparation sind 30 bis 60 Sekunden je Messung realistisch.
Da eine hochwertige Optik zur Eindrucksauswertung notwendig ist, sind Knoop-Härteprüfgeräte in der Regel kostenintensiver als vergleichbare Rockwell-Systeme.
In der Praxis wird das Verfahren in Europa bislang eher selten eingesetzt – es hat sich vor allem in spezialisierten Anwendungen etabliert.