Theorie der Härteprüfung gemäß Vickers | Brinell | Rockwell

Definition der Härte eines Werkstoffs

Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines anderen Körpers entgegensetzt. 

Bei der Härteprüfung wird durch den synthetischen Diamanten oder eine Hartmetall-Kugel unter Beaufschlagung einer definierten Prüfkraft das Material auf das Maximum verdichtet. Insbesondere bei duktilen, gut umformbaren Werkstoffen ist es wichtig, dass die durch die Normen vorgegebene Prüfkraft-Haltedauer eingehalten wird da bei diesen mittelharten / weichen Metallen eine Umformung (Fließen) auch noch nach mehreren Sekunden fortschreitet.

Härteprüfung unter Einhaltung der Prüfkraft-Einwirkdauer: Sekunden (+ Toleranzen)
* Vickers / Brinell:
10-14sec
* Rockwell: Vorlast: 3sec Hauptlast 5sec Entlastung 4sec

 

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Härteprüfung als Qualitätsmerkmal von Werkstoffen

Die Härteprüfung ermittelt eine der wichtigsten Material-Kenngrößen in der modernen Qualitäts-Sicherung und stellt eine unverzichtbare Prüfung dar. So müssen zum Beispiel die Bestandteile eines Kugellagers extrem hart sein, um Milliarden Umläufe schadlos zu berstehen. In diesem Fall ist die hohe Härte (Kugellager ca. 60 HRC) die Grundlage für ein geringes Verschleißverhalten.

Auf der anderen Seites gibt es Anforderungen, bei denen die Härte eines Materials gering sein muss. Zum Beispiel bei der Umformung von Material: Es würde brechen oder durch den Umformprozess würden Risse entstehen. Ebenfalls darf die Härte eines Bauteils nicht zu hoch sein, wenn dieses mechanischen Belastungen ausgesetzt werden soll. Würde hier das Material zu hart (und damit zu wenig zäh) sein, würden vorzeitig Risse entstehen. Die Härteprüfung in verschiedenen Stadien des Prozesses ist unabdingbar zur Sicherung des Fertigungsprozesses für jedes Herstellungsverfahren.

 

FAQ: Wann nehme ich was? Vergleich der Härteprüfverfahren nach Vickers | Brinell | Rockwell

 Härteprüfer Vickers

 

- Universal-Härteprüfmaschinen Vickers Brinell Rockwell Tischgeräte Prüfkräfte  <250 kpf

 - Universal-Härteprüfmaschinen (HV, HB, HR) mit (HV1 - HV120)

 - Kleinkraft-Härteprüfmaschine HV 0,3 - HV10

 - Vickers-Härteprüfmaschine HV 0,3 - HV 30

 - Mikro-Härteprüfmaschine HV0,01 - HV1 (HV2)

 - Nano-Vickers Härteprüfmaschine HV0,001 - HV1 

 

 Typisches Material

 -  extrem harte Werkstoffe (+ Keramik)

 -  homogene Werkstoffe

 -  Stahlguss - gehärtete Werkstoffe

 - Härteverläufe CHD (EHT) SD (NHT) RHT

 

 

 

 

 

 Vor- und Nachteile

 + genormtes Härteprüfverfahren gem. DIN EN ISO 6507-1 und ASTM

 + Vorbeurteilung der Prüfposition da optisches Verfahren

 + universellstes Verfahren von weich bis extrem hart

 + exakte Positionierung möglich da optisches Verfahren (Messmikroskop)

 + einziges (exaktes) Verfahren zur Bestimmung der Härtetiefe (CHD, SD, RHT)

 - nicht für poriges Material geeignet (Grauguss)

 - homogenes Material / Gefüge erforderlich

 Härteprüfer Brinell

 

 - Universal-Härteprüfer
 - Standgeräte mit Spannkappe
 - schwenkbarer Radial-Bohrständer mit Prüfkopf 
 - portable Prüfzwinge + Messlupe / VideoMesslupe: Große, schwere Prüfstücke)

 Typisches Material

 - Stahlguss

 - NE-Metalle

 - weiche Metalle

 - Grauguss

 - inhomogene Werkstoffe

 - Sintermetalle (ungesintert)

 

 Vor- und Nachteile

 + genormtes Härteprüfverfahren gem. DIN EN ISO 6506-1 und ASTM

 + porige, inhomogene Werkstoffe Grauguss machbar

 + gut geeignet für weiche Werkstoffe 

 + optisches Verfahren: Einfache Positionierung

 - nicht für hohe / sehr hohe Härte geeignet

 - Vorbehandlung (schleifen) Prüfstelle erforderlich

 - aufwendiger als Rockwell-Härteprüfung

 Härteprüfer Rockwell

Härteprüfer Rockwell

 - Einfache Rockwell-Härteprüfer Messuhr analog / digital

 - Universal-Härteprüfmaschinen Tischgeräte 

 - Universal-Härteprüfmaschinen Standgeräte

 - Hochwertige Rockwell-Härteprüfer Kraftmesszelle 

 - Einfache Super-Rockwell-Härteprüfer

 

 

 

 Typisches Material

 - harte bis sehr harte Werkstoffe (HRC)

 - Metalle mittelhart / weich (Rockwell-Kugel)

 - Kunstoffe (Kugeleindringtiefe)

 - Kohlenstoff (Kugeleindringtiefe)

 

 

 

 Vor- und Nachteile

 + genormtes Härteprüfverfahren gem. DIN EN ISO 6508-1 und ASTM

 + häufigstes Messverfahren / am meisten bekannt (Rockwell-C)

 + schnelle Prüfung 

 + preiswerte Gerätegattung 

 + einfache Serienprüfung (auch automatisch im Roboter-Prüfsystem)

 - Auflagetisch muss sehr sauber gehalten werden

 - Prüfstück-Unterseite muss sehr glatt sein

 - keine exakte Positionierung möglich

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