Härteprüfung – Materialprüfung von kompetenten Experten
In der Werkstoffkunde ist die Härteprüfung nicht mehr wegzudenken. Durch sie wird die Härte eines metallischen Werkstoffs festgestellt und erlaubt somit Rückschlüsse auf Materialeigenschaften wie die Festigkeit oder das Verschleißverhalten eines Materials.
Die Härteprüfung misst auf unterschiedliche Arten die Eindringhärte und unterscheidet sich somit von anderen mechanisch-technologischen Prüfungen wie dem Zugversuch Stahl, Streckgrenze oder dem Kerbschlagbiegeversuch. Durch unser umfangreiches Partnernetzwerk erhalten Sie bei uns ein umfassendes Leistungsangebot, das auch die Härteprüfung miteinschließt – und das schnell, kostengünstig und unkompliziert!
Was ist eine Härteprüfung und welche Unterscheidungen gibt es?
Die Härteprüfung untersucht laut Definition „den Widerstand, den ein Werkstoff der dauerhaften Verformung durch Eindringen eines härteren Eindringkörpers entgegensetzt“. Dabei wird der Eindringkörper für eine gewisse Zeit und mit einer gewissen Kraft auf das zu untersuchende Material gedrückt. Der dabei entstehende Eindruck wird daraufhin ausgemessen, woraus sich im Anschluss die Härte des Metalls berechnen lässt.
Die Härteprüfungen unterscheiden sich grundsätzlich in der Form des Eindringkörpers (Pyramide, Kegel, Kugel), in dem Werkstoff des Eindringkörpers (Stahl, Hartmetall oder Diamant), in der Größe der Belastung und in ihrer Art (statisch oder dynamisch). Bei dynamischen Härteprüfungen wird die Belastung schlagartig, bei statischen Prüfungen gleichbleibend auf das Prüfstück aufgebracht.
Vickers, Brinell, Rockwell Härte: Welche Härteprüfverfahren gibt es?
Als klassische Härteprüfverfahren haben sich insbesondere die statischen Verfahren nach Brinell, Vickers und Rockwell durchgesetzt. Sie sind genormt und bieten somit entsprechend einheitliche Messwerte.
Härteprüfung nach Brinell
Die Brinell Härte wurde vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell im Jahr 1900 vorgestellt. Es ist damit das älteste der drei klassischen Härteprüfverfahren. Die Brinell Härteprüfung eignet sich für weiche bis mittelharte Metalle, bei denen die Oberfläche plan geschliffen sein muss.
Die Härteprüfung nach Brinell erfolgt mit einer Hartmetallkugel mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm. Der Durchmesser des dadurch auf der Werkstückoberfläche entstehenden Eindrucks wird für die Feststellung der Härte ausgemessen.
Härteprüfung nach Vickers
Die Härteprüfung nach Vickers eignet sich für dünne Bleche und Schichten und ist somit auch im Makro- und Mikrobereich einsetzbar. Auch hier muss die Oberfläche plan geschliffen sein. Der Eindringkörper besteht bei der Vickers Härteprüfung aus einer vierseitigen Pyramide aus Diamant.
Das Ergebnis, also die Härte Vickers (HV), wird durch die beiden Diagonalen des Eindrucks ermittelt. Dafür werden diese ausgemessen und anschließend die Härte berechnet bzw. durch eine Tabelle abgeleitet.
Härteprüfung nach Rockwell
Die Rockwell Härte (HR) ist die dritte klassische Härteprüfung. Diese kann häufig ohne Vorbehandlung der Oberfläche durchgeführt werden und eignet sich insbesondere für größere und sehr harte Proben. Stanley P. Rockwell hat verschiedene Härteprüfverfahren für unterschiedliche Einsatzbereiche entwickelt. Daher ist häufig auch von Bezeichnungen wie HRA, HRB oder HRC die Rede.
Bei der Rockwell Härteprüfung kommen Diamantkegel als Prüfkörper zum Einsatz. Um Fehler durch unsaubere Oberflächen auszugleichen, wird der Eindringkörper zunächst mit einer Vorkraft und erst anschließend mit der eigentlichen Prüfkraft eingedrückt.
Wann wird welches Prüfverfahren genutzt?
Die Wahl des richtigen Verfahrens der Härteprüfung hängt von verschiedenen Faktoren ab. Ausschlaggebend ist insbesondere das Material, die Härte und die Art des Prüfstoffs. So können bei der Härteprüfung nach Rockwell keine elastisch verformbaren Bauteile, z.B. Bauteile mir Hohlräumen, verwendet werden. Zudem sind folgende Punkte entscheidend:
- Bestimmte Normen der Prüfverfahren
- Härte und Größe des Werkstoffs
- Erforderliche Genauigkeit
Was ist das Ziel von Härteprüfungen?
Die Härteprüfung kommt in vielen verschiedenen Bereichen zum Einsatz. Das bestimmende Ziel ist natürlich die Ermittlung der mechanischen Eigenschaften, also der Härte, des untersuchten Materials. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um eine quasi zerstörungsfreie Prüfung, da das Werkstück in der Regel nicht unbrauchbar wird.
Insbesondere in der Qualitätssicherung hat sich die Härteprüfung bewährt, da hierdurch Oberflächenvergütungen, Schweißnähte oder Wärmebehandlungen überprüft werden können. Auch zur Verwechslungsprüfung von Werkstoffen kann die Härteprüfung eingesetzt werden.
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