Härteprüfung - Bestimmung von Werkstoffeigenschaften

Was ist eine Härteprüfung?

Die Härteprüfung stellt eine gängige Verfahrensweise dar, um die Eigenschaften eines Werkstoffs zu bestimmen. Die Härte beschreibt den Widerstand, den ein Material einem eindringenden Körper entgegensetzt. Auf diese Weise lässt sich prüfen, ob es sich um einen harten bzw. spröden oder um einen verschleissfesten und zähen Werkstoff handelt. Dadurch kann der Prüfer feststellen, ob sich der getestete Werkstoff für einen bestimmten Zweck eignet.

Das Härteprüfungsverfahren wird in den unterschiedlichsten Bereichen und Branchen eingesetzt, um die geforderte Qualität sicherzustellen. Zu den wichtigsten Industriezweigen gehören die Automobilbranche, das Bauwesen, die Luft- und Raumfahrt, der Maschinenbau, die metallerzeugenden und verarbeitenden Industrien sowie die Automatisierungsindustrie.

Vorteile einer Härteprüfung

• vergleichsweise einfaches und schnelles Prüfverfahren
• Test erfolgt direkt am Bauteil
• geringfügige Veränderung des getesteten Materials ermöglicht Weiterverwendung

So funktioniert die Härteprüfung

Das Prinzip der Härteprüfung ist relativ einfach: Ein Eindringkörper, also ein Gegenstand mit spezifischen Massen, wird mit einer bestimmten Kraft in die Oberfläche des zu testenden Materials gepresst. Bei diesem Prozess entsteht eine Druckstelle, deren Dimensionen der Prüfer messen kann. Anhand dieser Messung lässt sich wiederum die Härte berechnen. Je kleiner die Druckstelle ausfällt, desto härter ist das untersuchte Material. Der Prüfer kann dabei unterschiedliche Verfahren anwenden.

Vickers Härteprüfung*

Die Härteprüfung nach Vickers basiert auf einem optischen Messsystem. Für die Prüfung nach der Vickers-Skala kommt ein pyramidenförmiger Diamant mit einer quadratischen Grundfläche zum Einsatz. Gemessen wird die Länge der beiden Diagonalen der Druckstelle, die der Diamant hinterlassen hat. Der Durchschnittswert der Diagonalen dient anschliessend zur Berechnung der Härte, wobei der Härtewert und die Prüfkraft immer zusammen genannt werden (z.B. 350 Hv30). Da die Druckstelle des Diamanten sehr klein ausfällt, eignet sich dieses Messverfahren insbesondere für kleine und sehr dünne Werkstücke.

Rockwell Härteprüfung*

Die Härteprüfung nach Rockwell (HRC) wird mit einem Diamantenkegel (120° Spitzen-winkel) durchgeführt, um die Härte von gehärtetem Stahl zu prüfen. Der Prüfer setzt hierbei zunächst eine Vorkraft oder Vorlast ein, um die Oberfläche des zu testenden Materials zu durchdringen. Nach einer bestimmten Verweildauer lässt sich die Basistiefe messen, die als Bezugsebene dient und für die spätere Berechnung der Härte relevant ist. Anschliessend wird die Prüfkraft weiter erhöht, um die endgültige Eindringtiefe zu erreichen. Nach einer Verweilzeit wird die Prüfkraft wieder reduziert und die endgültige Eindringtiefe gemessen. Aus der Differenz zwischen der Basistiefe und der endgültigen Eindringtiefe ergibt sich dann der Rockwell-Härtewert. Letztendlich ergeben der Härtewert und das Prüfverfahren zusammen die Rockwellhärte (z. B. 58HRC).

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*Vickers-Härteprüfung akkreditiert in der Schweiz, Rockwell-Härteprüfung akkreditiert in den USA, siehe Zertifizierungen.

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