Härteprüfung

Was bedeutet Härteprüfung?

Die Härteprüfung misst den Widerstand eines Werkstoffs gegen lokale plastische Verformung. Ein Prüfkörper – meist eine Kugel, Pyramide oder Kegel aus Hartmetall oder Diamant – wird mit definierter Kraft in die Werkstoffoberfläche gedrückt. Aus der Eindringtiefe oder der Größe des entstandenen Eindrucks berechnen Sie den Härtewert. Das Verfahren hinterlässt einen bleibenden Eindruck, beeinträchtigt die Funktion des Bauteils aber meist nicht.

In der industriellen Praxis unterscheiden Sie hauptsächlich zwischen statischen Verfahren (Brinell, Vickers, Rockwell) und dynamischen Verfahren (Leeb). Die Wahl hängt von Werkstoff, Bauteilgröße und erforderlicher Genauigkeit ab.

Wie funktioniert die Härteprüfung?

Bei der Brinell-Prüfung drückt eine Hartmetallkugel mit definiertem Durchmesser und Prüfkraft in die Oberfläche. Sie messen den Durchmesser des kreisförmigen Eindrucks und berechnen die Brinellhärte HBW als Quotient aus Prüfkraft und Eindruckoberfläche.

Bei der Vickers-Prüfung dringt eine vierseitige Diamantpyramide in den Werkstoff ein. Sie messen die Diagonalen des quadratischen Eindrucks. Die Vickershärte HV ergibt sich aus Prüfkraft geteilt durch Eindruckoberfläche.

Das Rockwell-Verfahren misst direkt die Eindringtiefe eines Diamantkegels oder einer Stahlkugel. Die Rockwellhärte (z. B. HRC für gehärteten Stahl) wird aus der bleibenden Eindringtiefe nach Entlastung ermittelt. Das Verfahren ist schnell und eignet sich für die Serienfertigung.

Praxisbeispiel aus der Industrie

Ein Zulieferer für Getriebebauteile prüft gehärtete Zahnräder nach dem Einsatzhärten. Mit einem mobilen Rockwell-Prüfgerät misst die Qualitätssicherung stichprobenartig die Oberflächenhärte. Typische Anforderungen liegen beispielsweise bei 58 bis 62 HRC. Liegt der Wert darunter, war die Wärmebehandlung unzureichend. Liegt er darüber, besteht Bruchgefahr durch Versprödung. Die Prüfung dauert wenige Sekunden pro Bauteil und ermöglicht bei Bedarf auch eine engmaschige Kontrolle kritischer Chargen.

Abgrenzung

Die Härteprüfung unterscheidet sich von der Zugprüfung: Härte beschreibt den lokalen Verformungswiderstand, Zugfestigkeit die maximale Spannung bis zum Bruch. Härtewerte lassen Rückschlüsse auf die Zugfestigkeit zu, ersetzen diese aber nicht vollständig.

Verwechseln Sie Härte nicht mit Verschleißfestigkeit. Harte Werkstoffe sind oft verschleißfest, aber spröde. Zähe Werkstoffe mit geringerer Härte können unter bestimmten Bedingungen verschleißbeständiger sein.

Normen und Rechtsgrundlagen

Für die Brinell-Prüfung gilt DIN EN ISO 6506, für Vickers DIN EN ISO 6507 und für Rockwell DIN EN ISO 6508. Diese Normen legen Prüfkörper, Prüfkräfte, Haltezeiten und Auswerteverfahren fest. Die Kalibrierung von Härteprüfgeräten regeln DIN EN ISO 6506-2 (Brinell), DIN EN ISO 6507-2 (Vickers) und DIN EN ISO 6508-2 (Rockwell).