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Härte

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Bild:Disambig-dark.svg Dieser Artikel befasst sich mit der Härte von Feststoffen; für die Härte des Wassers siehe Wasserhärte.

Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. Härte ist nicht nur der Widerstand gegen härtere Körper, sondern auch der Widerstand gegen weichere und gleich harte Körper.

Die Definition der Härte ist anders als bei der Festigkeit, wo von der Widerstandsfähigkeit eines Stoffes gegenüber inneren oder äußeren Kräften gesprochen wird. Bei der Härte definiert man die Widerstandsfähigkeit eines Stoffes / Körpers, dem Eindringen eines anderen Stoffes / Körpers entgegenzuwirken.

Die Härte eines Körpers lässt Rückschlüsse auf vielerlei Eigenschaften zu, wobei sich diese nach der Art des Körpers richten. Ein Beispiel ist das Verschleißverhalten. Harte Brillengläser zerkratzen weniger, harte Zahnräder nutzen sich langsamer ab. Bei der Auswahl von Werkzeugschneiden wie Fräskopf oder Drehmeißel ist die Härte von besonderer Bedeutung, denn harte Schneiden bleiben länger scharf.

Vielfache Anwendung und je nach fachlichem Schwerpunkt andere Akzentsetzung findet der Begriff der Härte in der Festkörperphysik, der Materialwissenschaft bei der Analyse von Werkstoffen und in den Geowissenschaften bei der Charakterisierung von Gesteinen und Mineralen. Beide überschneiden sich diesbezüglich auch mit den Ingenieurwissenschaften, wobei die Härte vor allem in der Ingenieurgeologie eine größere Rolle spielt. Die Härte gehört mit der Risszähigkeit, Festigkeit, Duktilität, Steifigkeit, Dichte und der Schmelztemperatur zu den Werkstoffeigenschaften eines Werkstoffes.

Bild:HärtePrüfungKrupp.jpg
Härteprüfung an einer Walze um 1900

Inhaltsverzeichnis

Härte und Festigkeit

Die Härte eines Werkstoffs hat nur bedingt etwas mit der Festigkeit des Werkstoffs zu tun, auch wenn die Festigkeit die Prüfverfahren zur Härtemessung, die auf der Eindringtiefe verschiedener Prüfkörper beruhen, beeinflusst. Der Einfluss der Festigkeit kann durch die Messung auf dünnen Filmen zwar reduziert, aber nicht völlig vermieden werden.

In bestimmten Fällen steht die Härte eines Werkstoffs allerdings in einem umwertbaren Zusammenhang zur Werkstoff-Festigkeit. Dann kann durch die verhältnismäßig preiswerte Härteprüfung eine meist viel aufwendigere Zugprüfung ersetzt werden. Von praktischer Bedeutung ist die Möglichkeit, eine Umwertung der Brinell- oder Vickershärte auf die Zugfestigkeit von Baustählen vorzunehmen. Dadurch können beispielsweise bei Prüfungen an Stahlkonstruktionen Materialverwechslungen nachgewiesen werden.

Die meisten Materialien großer Härte haben auch eine hohe Sprödigkeit, d.h. sie lassen sich kaum plastisch verformen, brechen jedoch plötzlich. Darauf beruht u.a. die Technik des Glasschneidens.

Härteprüfung und Härteskalen

Die Härte lässt sich nur durch den Vergleich von mehreren Werkstoffen oder Werkstoffzuständen ermitteln.

Härteprüfung nach Mohs

Harte Werkstoffe ritzen weiche. Diese Einsicht ist Grundlage der Härteprüfung nach Friedrich Mohs, die vornehmlich in der Mineralogie zum Einsatz kommt. Mohs, ein Geologe, ritzte verschiedene Minerale gegeneinander und ordnete sie so nach ihrer Härte. Durch das exemplarische Zuordnen von Zahlenwerten für ausgewählte Minerale entstand eine relative Härteskala, die Mohs-Skala, die in der Mineralogie und Geologie in weitem Gebrauch ist. Angaben zur Härte von Mineralen beziehen sich immer auf die Mohs-Skala, falls nichts anderes angegeben ist. Zum Vergleich aufgeführt ist die auch als absolute Härte bezeichnete Schleifhärte nach Rosiwal, die den Schleifaufwand des jeweiligen Stoffes charakterisiert und einen besseren Eindruck von den tatsächlichen Härteverhältnissen gibt. Beide Härteskalen sind einheitslos. Außerdem ist in der Tabelle die Härte nach dem Vickersverfahren angegeben. Sie gibt den besten Bezug auf die heute gängigen Härtemessverfahren wieder.

Mineral Härte (Mohs) absolute Härte Vickershärte in HV Bemerkungen
Talk 1 0,03 2,4 mit Fingernagel schabbar
Gips oder Halit 2 1,25 36 mit Fingernagel ritzbar
Calcit 3 4,5 109 mit Kupfermünze ritzbar
Fluorit 4 5,0 189 mit Messer leicht ritzbar
Apatit oder Mangan 5 6,5 536 mit Messer noch ritzbar
Orthoklas 6 37 795 mit Stahlfeile ritzbar
Quarz 7 120 1.120 ritzt Fensterglas
Topas 8 175 1.427  
Korund 9 1.000 2.060  
Diamant 10 140.000 10.060 härtestes natürlich vorkommendes Mineral; nur von sich selbst und (unter Hitzeeinwirkung) von Bornitrid ritzbar (Inzwischen sind einige wenige härtere Materialien bekannt (!), unter Anderem: Kohlenstoff-Nanoröhren)

In der Werkstoffkunde, speziell bei den Metallen, werden vor allem Prüfverfahren eingesetzt, welche die Eindringhärte messen. Dabei werden genormte Prüfkörper unter festgelegten Bedingungen in das Werkstück gedrückt. Im Anschluss wird die Oberfläche oder Tiefe des bleibenden Eindruckes gemessen. Prinzipiell unterscheidet man in statische und dynamische Härteprüfverfahren. Die dynamischen Prüfverfahren bringen die Belastung des zu prüfenden Teiles schlagartig auf; bei den statischen Verfahren ist die Belastung gleich bleibend oder allmählich zunehmend.

Bild:BrinellSkizze.jpg
Brinell Härteprüfung

Härteprüfung nach Brinell

Bild:Kugelschlaghärteprüfgerät.jpg
Kugelschlaghärteprüfgerät

Die vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell im Jahre 1900 entwickelte und auf der Weltausstellung in Paris präsentierte Methode der Härteprüfung kommt bei weichen bis mittelharten Metallen (DIN EN ISO 6506) wie zum Beispiel unlegiertem Baustahl oder Aluminiumlegierungen, bei Holz (ISO 3350) und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge, wie etwa Gusseisen, zur Anwendung. Dabei wird eine Stahlkugel oder eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft F in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes gedrückt. Nach dem letzten Stand der Normung ist eine Stahlkugel ab dem Jahr 2006 allerdings nicht mehr zulässig. Die Norm schreibt jetzt für alle Stoffe Kugeln aus Sinterhartmetall vor.

Nach einer Belastungszeit von 10 bis 15 Sekunden für Stähle oder Gusseisen und 10 bis 180 Sekunden für Nichteisenmetalle oder deren Legierungen wird der Durchmesser des bleibenden Eindrucks im Werkstück gemessen und daraus die Oberfläche des Eindrucks bestimmt. Der zu bestimmende Durchmesser d ist der Mittelwert zweier rechtwinklig zueinander liegenden Durchmessern d1 und d2 des bleibenden Eindruckes. Bei anisotroper Verformung wird der zur Berechnung der Härte nötige Durchmesser aus dem größten d1 und kleinsten Durchmesser d2 gemittelt.

d = \frac {d_1 + d_2}{2}

Das Verhältnis von Prüfkraft zur Eindruckoberfläche multipliziert mit dem Wert 0,102 bezeichnet man als die Brinellhärte. Der angegebene Zahlenfaktor ist der Kehrwert von 9,81 und dient der Umrechnung der Krafteinheit Newton in die ältere Einheit Kilopond. Damit wird sichergestellt, dass Härtemessungen unter Verwendung moderner Einheiten dasselbe Resultat ergeben wie historische Werte, die auf heute veralteten Einheiten beruhen.

HB = \frac {0{,}102 \cdot 2 \cdot F}{\pi \cdot D \cdot \left(D - \sqrt{D^2-d^2} \right)}

Bei Einsatz einer Hartmetallkugel wird der Härtewert mit HB (vor dem Jahr 2006 mit HBW), bei einer Stahlkugel wurde er mit HBS gekennzeichnet. Die verwendeten Kugeln haben Durchmesser von 10 mm, 5 mm, 2,5 mm und 1 mm.

Eine Abwandlung der Brinellprüfung ist die Prüfung mit dem Poldihammer, bei welcher der Eindruck der Kugel durch einen undefinierten Hammerschlag von Hand erzeugt wird. Wegen der schlagartigen Belastung handelt es sich um ein dynamisches Härteprüfverfahren. Dabei dringt die Kugel rückseitig in einen Metallstab mit definierter Härte ein. Aus dem Verhältnis der beiden Eindruckdurchmesser kann dann die Härte des Prüflings berechnet werden. Die Methode hat den Vorteil, dass mit ihr beliebig gelagerte Prüflinge und verbaute Bauteile vor Ort geprüft werden können. Die auf diese Weise ermittelten Härtewerte stimmen zwar nicht exakt mit den statisch ermittelten Härtewerten überein, für die in der Industrie gestellten Ansprüche sind sie jedoch in den meisten Fällen ausreichend. Die Bezeichnung „Poldi“ stammt vom gleichnamigen Stahlwerk im tschechischen Kladno, wo diese Prüfmethode entwickelt wurde.

Bei un- und niedriglegierten Stählen kann aus der Brinellhärte mit gewisser Toleranz die Zugfestigkeit (Rm) des Werkstoffes abgeleitet werden. Rm ≈ 3,5 × HB

Bild:VickersSkizze.jpg
Vickers Härteprüfung

Härteprüfung nach Vickers

Der Brinellprüfung sehr ähnlich ist die im Jahr 1925 von Smith und Sandland entwickelte und nach der britischen Flugzeugbaufirma Vickers benannte Härteprüfung, die zur Prüfung harter und gleichmäßig aufgebauter Werkstoffe dient, aber auch zur Härteprüfung an dünnwandigen oder oberflächengehärteten Werkstücken und Randzonen eingesetzt wird. Sie ist in der Norm nach DIN EN ISO 6507 geregelt. Im Gegensatz zur Rockwellprüfung wird eine gleichseitige Diamantpyramide mit einem Öffnungswinkel von 136° unter einer festgelegten Prüfkraft in das Werkstück eingedrückt. Aus der mittels eines Messmikroskops festgestellten Länge der Diagonalen des bleibenden Eindrucks wird die Eindruckoberfläche errechnet. Das Verhältnis von Prüfkraft in der Einheit Newton zur Eindruckoberfläche (d in Millimetern) ergibt mit dem Faktor 0,1891 multipliziert die Vickershärte (HV).


Die Härteprüfung nach Vickers ist in drei Bereiche zu unterteilen: 1) Vickers-Härteprüfung --> F>49N 2) Vickers-Kleinkraftprüfung --> 1,961N<F<49N 3) Vickers-Mikrohärteprüfung --> 0,09807N<F<1,961N

HV = \frac {0{,}102 \cdot 2 \cdot F \cdot \sin \frac {136^\circ}{2}}{d^2} \approx 0{,}1891 \frac {F}{d^2}

dabei ist

d = \frac {d_1 + d_2}{2}


Die Festigkeitsklassen 14H, 22H, 33H und 45H erhält man durch Division durch 10, sie entsprechen also Vickershärten HV (min.) von 140, 220, 330 und 450.

Für Prüfungen vor Ort sind tragbare Geräte erhältlich, die magnetisch oder mechanisch auf dem Prüfstück befestigt werden.

Anwendung findet die Vickershärte beispielsweise in der Angabe „45H“ bei Gewindestiften mit Innensechskant oder „14H“ und „22H“ bei Gewindestiften mit Schlitz sowie in der Zahntechnik bei Dentallegierungen.

Dentallegierungen

Die Härte zahntechnische Metalle werden nach Vickers mit der Prüfkraft HV5 (entspricht 50 Newton) bei Edelmetalllegierungen oder HV10 bei NEM-Legierungen gemessen.

Für Dentallegierungen werden drei Härtewerte unterschieden:

  • w = weich; Härte der Legierung im Anlieferungszustand bzw. nach dem Weichglühen
  • a = ausgehärtet; Härte der Legierung nach einer gezielten Wärmebehandlung = "vergüten"
  • g/b = Selbstvergütung: Härte der Legierung, die durch langsames Abkühlen nach dem Guss erreicht werden kann

Bei der Prüfdurchführung ist darauf zu achten das die Haltezeit der Prüfkraft 10-15 sec beträgt. Die Lage der Probe muss fest sein und frei von Verschmutzungen oder Schmierstoffen. Die Prüffläche muss absolut parallel zum Prüfkörper sein.

Die Kanten des Eindruckes gleichmäßig sind. In der Praxis ist es zu empfehlen mehrere Eindrücke zu machen und den max. und min. Wert aus 5 zu löschen und den Mittelwert aus den verbliebenen zu ermitteln.

Härteprüfung nach Knoop

Eine Sonderform der Vickers-Härteprüfung ist die nach dem amerikanischen Physiker und Ingenieur Frederick Knoop benannte Härteprüfung (DIN EN ISO 4545 - Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Knoop). Die in der Vickers-Prüfung gleichseitige Diamantspitze hat in der Knoop-Prüfung eine rhombische Form. Die Spitzenwinkel betragen 172,5° für die lange und 130° für die kurze Seite. Es wird nur die lange Diagonale des Eindrucks ausgemessen. Die Knoop-Prüfung findet häufig Anwendung bei spröden Materialien wie zum Beispiel Keramik oder Sinterwerkstoffen; bei der Härtemessung an Schichtsystemen stellt sie die genaueste Messmethode dar.

Härteprüfung nach Rockwell

Es existieren mehrere von dem amerikanischen Ingenieur und Firmengründer Stanley Rockwell im Jahre 1920 entwickelte Härteprüfverfahren, die für bestimmte Einsatzbereiche spezialisiert sind. Die unterschiedlichen Verfahren werden mit HR und einer anschließenden Kennung gekennzeichnet; Beispiele für eine Rockwellbezeichnung sind HRA, HRB, HRC oder HR15N; Bei Härteprüfung an Blechen bis zu einer Dicke von 0,20 mm HR15T und darüberhinaus HR30Tm.

Die Rockwellhärte eines Werkstoffes ergibt sich aus der Eindringtiefe eines kegelförmigen Prüfkörpers aus Diamant. Sie ist in der Norm DIN EN ISO 6508 (DIN EN 10109) festgelegt und wird mit HRC abgekürzt; das C steht dabei für das englische Wort cone für „Kegel“. Mit einer festgelegten Prüfkraft wird dieser Kegel, der einen Spitzenwinkel von 120° und eine abgerundete Spitze mit einen Radius von 0,2 mm besitzt, in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes vorbelastet. Die eingedrungene Tiefe des Eindringkörpers dient hierbei 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 Tiefen vor und nach Auflegen der Hauptlast ist das Maß für die Rockwellhärte des Werkstoffes. Die Eindringtiefe des Diamantkegels wird direkt mit einer Messuhr, die mit der Prüfspitze verbunden ist, festgestellt. Auf der Skala der Uhr kann man die Härtewerte in Rockwelleinheiten (HRC) unmittelbar ablesen. Dieses Prüfverfahren kommt vor allem bei sehr harten Werkstoffen zum Einsatz. Als weitere Rockwelleindringkörper werden Hartmetallkugeln mit einem Durchmesser von 1,5875 Millimetern (HRB, HRF, HRG) oder 3,175 Millimetern (HRE, HRH und HRK) verwendet.

Versuchsablauf:

1.) Vorkraft aufgeben (bei HRA, HRB, HRC usw.: 10 kp; bei HRN und HRT: 3 kp)

2.) Messuhr nullen

3.) Hauptkraft zusätzlich aufgeben (z. B. HRB = 90 kp, HRC = 140 kp)

4.) Einwirkdauer hängt vom Kriechverhalten des Stoffes ab:

2 s - 3 s --> für Metalle ohne zeitabhängiges plastisches Verhalten
3 s - 6 s --> für Metalle mit zeitabhängigem plastischen Verhalten

5.) Hauptkraft aufheben

6.) Härtewert an der Messuhr ablesen

7.) Vorkraft aufheben

Die Rockwellprüfung ist sehr schnell, stellt aber hohe Ansprüche an die Einspannung des Prüflings im Prüfgerät. Sie ist ungeeignet für Prüflinge, die im Prüfgerät elastisch nachgeben, zum Beispiel Rohre.

Beispiele für Rockwell-Härten:

  • eine Welle in einem Getriebe kann beispielsweise eine Härte von 48 HRC haben,
  • eine Edelstahl-Messerklinge „Nirosta“ die Härte 53 HRC,
  • eine Messerklinge aus japanischem 'Ao Gami Stahl' (blauer Papierstahl) die Härte bis zu 61 HRC,
  • eine aus 'Shiro Gami Stahl' (weißer Papierstahl) sogar eine Härte bis zu 65 HRC.

Oberhalb von ca. 55 HRC enden in aller Regel die Möglichkeiten zur spanenden Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide von Oberflächen (Drehen, Bohren, Fräsen); härtere Oberflächen müssen geschliffen werden (Spanen mit geom. unbestimmter Schneide).

Messbereich: Für das Verfahren zulässige Härtewerte müssen 20<HRC<70 liegen.

Härteprüfung nach Shore

Bild:Shore-Handmesser.jpg
Handmessgerät zur Härteprüfung von Elastomeren: Rechts unten die Nadel zur Penetration
Bild:Shore-haerte.jpg
6 mm hohe Gummiplatte im Messgerät, darüber die penetrierende Nadel

Für Elastomere

Die Shore-Härte, benannt nach Albert Shore, ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe und ist in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt. Das Kernstück des Shore-Härte-Prüfers besteht aus einem federbelasteten Stift aus gehärtetem Stahl. Dessen Eindringtiefe in das zu prüfende Material ist ein Maß für die entsprechende Shore-Härte, die auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) gemessen wird. Eine hohe Zahl bedeutet eine große Härte. Bei einem Shore-Härteprüfgerät ist eine Zusatzeinrichtung notwendig, die die zu messende Probe mit einer Kraft von 12,5 Newton bei Shore-A bzw 50 Newton bei Shore-D auf den Messtisch andrückt. Bei der Bestimmung der Shore-Härte spielt die Temperatur eine höhere Rolle als bei der Härtebestimmung metallischer Werkstoffe. Deshalb wird hier die Solltemperatur von 23 °C auf das Temperaturintervall von ± 2 K beschränkt. Die Materialdicke sollte im Bereich von 0 bis 50 Shore mindestens 9 Millimeter, bei härteren Substanzen mindestens 6 Millimeter betragen.

  • Shore-A wird angegeben bei Weich-Elastomeren nach Messung mit einer Nadel mit abgestumpfter Spitze. Die Stirnfläche des Kegelstumpfs hat einen Durchmesser von 0,79 Millimetern, der Öffnungswinkel beträgt 35°. Auflagegewicht: 1 kg, Haltezeit: 15 s
  • Shore-D wird angegeben bei Zäh-Elastomeren nach Messung mit einer Nadel, die mit einem 30° Winkel zuläuft und eine kugelförmige Spitze mit einem Radius von 0,1 Millimetern hat. Auflagegewicht: 5 kg, Haltezeit: 15 s

Eine messtechnisch ähnliche Methode ist die Ermittlung der IRHD = "International Rubber Hardness Degree", im Deutschen auch Mikrohärte genannt.

Für Metalle

Dieses Verfahren basiert auf dem Prinzip, dass eine auf das Werkstück fallende Kugel (oder ein Schaft mit Kugelspitze) mehr oder weniger abprallt, je nach der Härte des Werkstückes und der Fallhöhe. Dieses Verfahren wird wenig angewendet da, obwohl es ein sehr simples Verfahren ist, die Präzision sowohl von der Masse des Werkstücks (bei kleinen Werkstücken kann es leicht zum Verrutschen kommen) als auch von der perfekten Senkrechte der Fallachse abhängt. Die Härtemessung wird in Shore-Punkten ausgedrückt und ist nur für große geschliffene Zylinder genormt.

Barcol-Härte

Die Barcol-Härte ist eine Härteskala für glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Nach der Norm DIN EN 59 wird sie wie auch die Shore-Härte unter Zuhilfenahme eines Handmessgerätes und eines Kegelstumpfes mit einer flachen Spitze bestimmt.

Martens-Härte

Das Martens-Härteverfahren ist nach dem deutschen Physiker Adolf Martens benannt worden und wird auch als instrumentierter Eindringversuch bezeichnet. Im Jahre 2003 wurde die Universalhärte in Martenshärte umbenannt. Das Verfahren ist in der DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) genormt.

Bei diesem Verfahren wird während der Belastungs- und Entlastungsphase kontinuierlich die Kraft und die Eindringtiefe gemessen. Die Martenshärte (HM) wird definiert als das Verhältnis der Maximalkraft zu der dazugehörigen Kontaktfläche und wird in der Einheit Newton pro Quadratmillimeter angegeben.

Anders als bei den Vickers- oder dem Brinellverfahren wird nicht nur das plastische Verhalten des Werkstoffes bestimmt, sondern es können aus der gewonnenen Messkurve auch weitere Werkstoffparameter wie zum Beispiel der Eindringmodul, das Eindringkriechen sowie plastische und elastische Verformungsarbeiten bestimmt werden.

Als Eindringkörper sind folgende Formen am gebräuchlichsten: die Vickerspyramide (siehe Vickersverfahren), eine Hartmetallkugel, ein kugeliger Diamant-Eindringkörper und der Berkovich-Eindringkörper. Der Berkovich-Eindringkörper ist eine Diamantpyramide mit einer gleichseitigen dreieckigen Grundfläche. Der Öffnungswinkel der Pyramide beträgt 65°.

Die Umrechnung der Eindringtiefe zur Kontaktoberfläche muss für jede Eindringkörperform bestimmt werden. Die Kontaktfläche wird für die Vickers- und Berkovich-Pyramide durch das Produkt aus dem Quadrat der Eindringtiefe und der Konstanten 26,43 errechnet.

Spezielle Härteprüfverfahren

Daneben sind einige spezielle Härteprüfverfahren üblich:

  • die Universalhärteprüfung ist im Jahre 2003 in Martenshärte umbenannt worden und in der Norm DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) festgelegt
  • der Kugeleindruckversuch für Kunststoffe

Maßeinheiten

Die Mohssche Härte und die absolute Härte sind einheitenlose Größen. Die Härtewerte der Verfahren nach Vickers, Knoop und Brinell werden dagegen in Einheiten des Drucks angegeben; sie beziehen sich eigentlich auf die Einheit kp/mm². Mit Rücksicht auf Staaten, denen die Umstellung auf das Dezimalsystem und die Verwendung metrischer Einheiten wie N/mm² schwer fällt, behielt man nach der Streichung der Einheit Kilopond (kp) die Formeln für die Härtewerte in kp/mm², ließ jedoch fortan die Einheit weg, um weltweit vergleichbare Zahlenwerte zu erhalten.

Härten und Spanen

Die Härte von Stählen kann während der Fertigung beeinflusst werden - siehe auch Härten.

Oberhalb einer Härte von ungefähr 55 (Rockwellhärte HRC) entsprechend 600 (Vickershärte HV) enden in aller Regel die Möglichkeiten zur spanenden Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide von Oberflächen, also durch Drehen, Bohren oder Fräsen. Härtere Oberflächen müssen geschliffen werden, man spricht dabei von Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide. Durch Einsatz von CBN-Wendeschneidplatten (kubisches Bornitrid) ist auch die spanende Bearbeitung über 60 HRC möglich.

Umrechnung

Umwertung Faktor
HB \Leftrightarrow HV HB \approx 0,95 HV
HRB \Leftrightarrow HB HRB \approx 176 - \frac{1165}{\sqrt{HB}}
HRC \Leftrightarrow HV HRC \approx 116 - \frac{1500}{\sqrt{HV}}
HV \Leftrightarrow HK HRC \approx HK (im Kleinlastbereich)
R_m \approx c HB
Stahl (krz - Fe-Matrix) 3,5
Cu und Cu-Legierung geglüht 5,5
Cu und Cu-Legierung kaltverformt 4,0
Al und Al-Legierung 3,7



Umrechnungstabelle für Zugfestigkeit, Brinell*-, Rockwell-, Vickers- und Shorehärte:
*Die Durchmesserangabe bei der Brinellhärte bezieht sich auf eine 10mm Prüfkugel.


Zugfestigkeit Brinellhärte Rockwellhärte Vickershärte Shorehärte
MPa mm HB HRC HRB HV D
- - - 68 - 940 105
- 2,30 712 67 - 903 104
- 2,30 697 66 - 870 103
- 2,35 682 65 - 840 102
- 2,37 668 64 - 813 100
- 2,40 653 63 - 787 98
- 2,43 639 62 - 762 96
- 2,45 624 61 - 738 93
- 2,48 611 60 - 715 91
- 2,51 595 59 - 693 89
- 2,54 582 58 - 672 87
- 2,57 568 57 - 652 84
2148 2,60 555 56 - 632 82
2089 2,63 542 55 - 612 80
2011 2,66 530 54 - 593 78
1933 2,69 517 53 - 574 76
1874 2,72 507 52 - 558 74
1815 2,75 495 51 - 542 72
1756 2,78 485 50 - 526 70
1687 2,81 473 49 - 510 68
1638 2,85 462 48 - 495 67
1579 2,88 451 47 - 480 65
1530 2,91 440 46 - 466 64
1472 2,95 429 44 - 449 62
1413 3,00 415 42 - 429 60
1364 3,05 401 41 - 410 58
1315 3,20 388 40 - 393 56
1265 3,15 376 39 - 379 54
1226 3,20 363 37 - 365 52
1187 3,25 353 36 - 353 51
1148 3,30 341 35 - 341 50
1118 3,35 331 34 - 331 49
1079 3,40 321 33 - 321 48
1050 3,45 311 31 - 311 46
1020 3,50 302 30 - 302 45
991 3,55 294 29 - 294 44
961 3,60 285 28 - 285 43
932 3,65 277 27 - 277 42
902 3,70 269 26 - 269 41
873 3,75 262 25 - 262 40
853 3,80 255 24 - 255 39
834 3,85 248 23 - 248 38
814 3,90 241 21 - 241 37
795 3,95 235 20 - 235 36
775 4,00 229 19 100 229 -
755 4,05 223 18 99 223 35
735 4,10 217 17 98 217 -
716 4,15 212 16 97 212 34
696 4,20 207 15 96 207 33
677 4,25 201 14 95 201 -
667 4,30 197 13 94 197 32
647 4,35 192 12 93 192 31
628 4,40 187 - 92 187 -
608 4,45 183 - 91 183 -
598 4,50 178 - 90 178 -
589 4,55 174 - 89 174 -
569 4,60 170 - 88 170 -
559 4,65 167 - 87 167 -
549 4,70 163 - 86 163 -
528 4,75 159 - 85 159 -
520 4,80 156 - 84 156 -
510 4,85 152 - 83 152 -
500 4,90 149 - 82 149 -
490 4,95 146 - 81 146 -
490 5,00 143 - 79 143 -
480 5,05 140 - 78 140 -
470 5,10 137 - 77 137 -
460 5,15 134 - 76 134 -
450 5,20 131 - 75 131 -
441 5,25 128 - 74 128 -
431 5,30 126 - 73 126 -
421 5,35 123 - 71 123 -
411 5,40 121 - 70 121 -
411 5,45 118 - 69 118 -
401 5,50 116 - 67 116 -
392 5,55 114 - 65 114 -
382 5,60 111 - 64 111 -
382 5,65 109 - 63 109 -
372 5,70 107 - 62 107 -
362 5,75 105 - 60 105 -
353 5,80 103 - 58 103 -
343 5,90 100 - 56 100 -
333 6,00 95 - 52 95 -
314 6,15 90 - 47 90 -
294 6,30 85 - 42 85 -
274 6,50 80 - 36 80 -

Weblinks

Wikipedia
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