Härte
Härteprüfung
Härte ist der Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen in seine Oberfläche entgegensetzt.
Es existieren dafür mehrere Prüfverfahren. Sie sind nach ihren Erfindern Härteprüfung nach Brinell, Vickers, Knoop, Rockwell und Shore benannt.
Härteprüfung nach Vickers
Beim Prüfverfahren nach Vickers wird eine Diamantpyramide mit den Flächenwinkeln 136° langsam in die Werkstückoberfläche gedrückt. Die aufgewendete Kraft beträgt dabei 49,03N (Edelmetalllegierungen) oder 98.04N (NEM-Legierungen) Für NEM-Legierungen wäre die Testkraft von 49,03N zu gering, um einen messbaren Eindruck zu hinterlassen. Umgekehrt wäre die Testkraft von 98,04N für Edelmetalllegierungen zu hoch, der Prüfkörper würde zu tief eindringen. Die schrägen Werte ergeben sich aus der alten Testkraft von 5kp (= 49,03N) und 10kp (=98,04N).
Die Härte errechnet sich anschließend aus den Quotient der aufgewendeten Kraft (F in Newton) zur Abdruckoberfläche (A in mm²) der Pyramide im Werkstück. Die Härte wird als Zahl ohne Einheit mit dem Zusatz HV (Härte Vickers) angegeben. Z.B 130 HV. Zusätzlich wird oft noch die Belastung in Kilopond sowie die Belastungsdauer angegeben. So gibt z.B. 130 HV 10/30 eine Härte von 130 HV bei 10 kp Belastung und 30 sec. Belastungszeit an.
entspricht
Die Multiplikation mit 0,102 dient der Umrechnung der Einheit Newton in Kilopond. (Diese Einheit war früher für die Kraft gebräuchlich.) Damit neue Härtewerte mit alten verglichen werden können, rechnet man auch heute manchmal noch mit diesem Faktor.
Härteprüfung nach Brinell
Beim Verfahren nach Brinell wird eine Stahlkugel statt der Diamantpyramide verwendet. Die Kugel mit dem Durchmesser D (1, 2.5, 5 oder 10mm) wird unter Aufwendung einer bestimmten Kraft in die Werkstückobefläche gedrückt. Dabei entsteht ein Eindruck mit dem Durchmesser d.
Folgende Normwerte sind beim Versuch zu beachten:
- Die Kraft wird langsam in ca. 10s aufgebracht.
- Die max. Belastung wird ca. 10s gehalten
- Der Eindruckdurchmesser (d) sollte zwischen
und
liegen
- Die Probendicke sollte ca. 17 mal so groß sein wir die Eindringtiefe der Kugel
Die Härte wird als Zahl ohne Einheit mit dem Zusatz HB (Härte Brinell) angegeben. Z.B 130 HB. Bis zu Härtewerten von ca. 300 entsprechen sich Vickers- und Brinellhärte.
Die Multiplikation mit 0,102 dient der Umrechnung der Einheit Newton in Kilopond. (Diese Einheit war früher für die Kraft gebräuchlich.) Damit neue Härtewerte mit alten verglichen werden können, rechnet man auch heute manchmal noch mit diesem Faktor. Ein Beispiel: Untersuchter Gips mit der Härte von 3,57 HB hat eine Härte von 35 N/mm².
Diese möglichen Versuchsergebnisse kannst du auswerten, wenn du die Versuche nicht selbst durchführen kannst.
- Errechne bzw. ermittle die Werkstoffkennwerte aus den Versuchsergebnissen.
- Vergleiche die Werte mit den Mindestanforderungen der Norm.
- Überlege dir mögliche Fehlerquellen bei nicht passenden Werten.
| Typ | D (mm) | d (mm) | Prüfkraft F (N) |
|---|---|---|---|
| Typ 2/Klasse 1 | 10 | 2,5 | 150 |
| Typ 3 | 5 | 1,65 | 150 |
| Typ 4 | 5 | 1,5 | 150 |