Härteprüfung
Allgemeines
Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt. Je nach der Art der Einwirkung unterscheidet man verschiedene Arten von Härte. So ist Härte nicht nur der Widerstand gegen härtere Körper, sondern auch gegen weichere und gleich harte Körper. Die Definition von Härte unterscheidet sich gegenüber der von Festigkeit, welche die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Verformung und Trennung darstellt.
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Prüfung nach Vickers
Die Härtemessung nach Vickers ist vor allem zur Prüfung kleiner, dünner Teile wie z.B. Schichten oder Werkstücke mit Oberflächenbehandlung geeignet, d.h. für die Messung mit niedrigen Prüfkräften. Bei der Härtemessung nach Vickers wird ein Diamanteindringkörper in die Oberfläche einer Probe gedrückt. Der Eindringkörper mit quadratischer Grundfläche hat die Form einer vierseitigen Pyramide mit einem Flächenwinkel von 136° und einer Spitzenverrundung kleiner 0,3 µm. Nach der Rücknahme der Prüfkraft F entsteht in der Prüffläche ein pyramidenförmiger Abdruck. Die Diagonalen d1 und d2 des Eindruckes werden gemessen und daraus der arithmetische Mittelwert d berechnet [DIN EN ISO 6507-1].
Härteprüfung nach Brinell
Bei der Härteprüfung nach Brinell (HBW) wird eine Prüfkugel aus Hartmetall als Eindruckkörper verwendet um den Brinellhärte-Wert zu ermitteln. Da es unterschiedlich große Prüfkugeln für die Brinell Härteprüfung gibt (1 ; 2 ; 2,5 ; 5 und 10 mm) muss eine dazu entsprechende Prüfkraft eingestellt werden, die aus Tabellen zu entnehmen ist.
Die Prüfkräfte müssen so eingestellt werden dass der Beanspruchungsgrad kleiner als 0,102 x F/D⊃2; ist. Mit der Brinellhärteprüfung können allerdings nur weiche bis mittelharte Werkstücke auf ihre Härte hin geprüft werden. Die Härteprüfung nach Brinell wird in der Regel auf einer Universal-Härteprüfmaschine durchgeführt.
Prüfung nach Rockwell
Die Rockwellhärte eines Werkstoffs ergibt sich aus der Eindringtiefe eines Prüfkörpers bei Anliegen einer bestimmten Vor- und Prüfkraft. Prüfkörper, -kräfte, -dauer und Einheitenberechnungsformeln sind in der Norm ISO 6508-1 (DIN EN 10109) festgelegt. Mit einer vorgegeben Prüfkraft wird der Prüfkörper in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks vorbelastet. Die Tiefe des Eindringens des Prüfkörpers bei Vorlast dient dabei als Bezugsebene. Danach wird der Eindringkörper über einen Zeitraum von mindestens zwei Sekunden und maximal sechs Sekunden mit der Hauptlast belastet. Anschließend wird diese wieder entfernt, so dass nur noch die Vorlast wirksam ist.
Die Differenz der Eindringtiefen vor und nach Auflegen der Hauptlast ist das Maß für die Rockwellhärte des Werkstoffs. Die Rockwelleinheiten errechnen sich nach einer (je nach angewandter Normskale unterschiedlichen) Formel aus der Eindringtiefe. Die Eindringtiefe des Prüfkörpers wird mit einer Messuhr festgestellt, die mit der Prüfspitze verbunden ist.