Für die lokale Messung von durch Prägen eingebrachten Eigenspannungen in Elektroblechen (Blechdicke 0,2 mm – 0,5 mm) und von durch unterschiedliche Schneidstrategien eingebrachten oberflächennahen Eigenspannungen in Zahnrädern aus Stahl wird ein Nanoindentierung-System inklusive entsprechender Auswertesoftware benötigt. Dabei werden die Kraft und die Eindringtiefe kontinuierlich erfasst und anschließend in einer Analysesoftware ausgewertet. Für den Rückschluss von den Kraft-Eindringkurven auf die Eigenspannungswerte ist eine kontaktmechanische Modellierung durch einen erweiterten Hertz’schen Ansatz notwendig, die direkt die entstehende dreidimensionale Spannungsverteilung unter der Indentergeometrie ermittelt. Zur Auswertung der Oberflächentopologie ist ein zusätzliches bildgebendes Verfahren erforderlich.

Für die lokale Messung von durch Prägen eingebrachten Eigenspannungen in Elektroblechen (Blechdicke 0,2 mm – 0,5 mm) und von durch unterschiedliche Schneidstrategien eingebrachten oberflächennahen Eigenspannungen in Zahnrädern aus Stahl wird ein Nanoindentierung-System inklusive entsprechender Auswertesoftware benötigt. Dabei werden die Kraft und die Eindringtiefe kontinuierlich erfasst und anschließend in einer Analysesoftware ausgewertet.

Für die Indentationsversuche in metallischen Werkstoffen sind verschiedene Kraftbereiche und Indentergeometrien erforderlich. Da dies meist nur durch unterschiedliche Messköpfe mit verschiedenen Indenteraufnahmen zu realisieren ist, werden in den unten genannten Spezifikationen Kraftbereiche angegeben, denen die erforderlichen Indentergeometrien zugeordnet werden.

Für den Rückschluss von den Kraft-Eindringkurven auf die Eigenspannungswerte ist eine kontaktmechanische Modellierung durch einen erweiterten Hertz’schen Ansatz notwendig, die direkt die entstehende dreidimensionale Spannungsverteilung unter der Indentergeometrie ermittelt. Dabei sind neben dem kompletten Feld des Spannungstensors mit allen 6 Komponenten im deformierten und potenziell geschichtet aufgebauten Raum (E-Modul und Querkontraktionszahl könnten tiefenabhängig sein) auch die Verschiebungs- (vektoriell) und Verzerrungsfelder (tensoriell) anzugeben. Kritische Energien und Spannungskombinationen wie von Mises-Spannung und Hydrostatischer Druck wären ebenfalls vorteilhaft. Außerdem ist eine analytische Bestimmung der Eigenspannungen anhand eines invertierbaren Modells, ohne Zuhilfenahme von FEM Simulationen, notwendig, die es ermöglicht eine Vielzahl von Indents gegenüber einem Referenzversuch in eigen spannungsfreiem Material in adäquater Auswertezeit (im Mittel max. ca. 1-5 Minuten für zwei Vergleichskurven eines homogenen Materials) zu bewerten. Auszuwerten ist die Eigenspannung in Abhängigkeit der Tiefe (Schichtauflösung der Eigenspannung) unter Annahme eines biaxialen Spannungszustandes und unter Berücksichtigung eines potenziell schichtartigen Aufbaus (E-Modul-Profil). Eine Erweiterung auf komplexere Eigenspannungszustände (nicht-biaxial) ist möglichst vorzusehen. Zudem ist die Ermittlung der Fließgrenze gefordert. Die dafür erforderliche Software ist Bestandteil und mit in die Auswerteroutine zu integrieren. Eine eigenständige Softwarelösung ergänzend zur Gerätesoftware ist hierfür zulässig, jedoch sind entsprechende Softwareschnittstellen und Auswerteroutinen dafür zur Verfügung zu stellen.

Zur Auswertung der Oberflächentopologie ist ein zusätzliches bildgebendes Verfahren erforderlich. Dieses dient der Identifikation von Inhomogenitäten wie Korngrenzen, metallischen Phasen usw., die aufgrund der Härteunterschiede bei der Probenpräparation zu Topologieinformationen im Bereich von 10 nm führen. Zu deren Abbildung eignet sich, je nach Messkopf und dessen Positioniersystem, die Rastersondenmikroskopie (englisch: scanning probe microscopy, SPM) mit der Indenterspitze. Alternativ kann ein in das Gerät integriertes Rasterkraftmikroskop engl. atomic force microscope (AFM) oder ein Weißlichtinterferrrometer mit entsprechender Auflösung angeboten werden.