Härteprüfung bei Metallen, Kunstoffen und Elastomeren
Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines anderen Körpers entgegensetzt. Es können Metalle, Kunststoffe und Elastomere nach Vickers (HV), Brinell (HB), Rockwell (HRc), Shore und diverse Mikrohärten bestimmt werden.
Härteprüfung bei Metallen
Definition: "Härte ist der Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindringen eines Eindringkörpers entgegensetzt". Entsprechend der Definition gibt es heute zwei bis drei gebräuchliche Verfahren zur Härtemessung.
Härteprüfung nach Brinell:
Bei der Härteprüfung nach Brinell wird eine Hartmetallkugel in die Probe eingedrückt und der Durchmesser des in der Oberfläche entstandenen Abdrucks gemessen. Der Härtewert HB lässt sich bei bekannter Prüfkraft und gemessenem Eindruckdurchmesser aus Tabellen entnehmen. Naturgemäß ist das Verfahren nur für weiche Werkstoffe wie Aluminium und Buntmetalle sinnvoll einsetzbar. Der Brinell-Härte-Wert wird so angegeben: Härtewert/HB/Prüfkugeldurchmesser/Prüfkraft (zum Beispiel 200HB5/187,5).
Härteprüfung nach Vickers:
Diese Messung wird mit Hilfe einer Diamantpyramide vorgenommen, die eine quadratische Grundfläche hat und mit der Spitze zur Probe zeigt. Für die Härtemessung wird die Diagonale des Eindrucks gemessen. Man kann die Vickers-Härte ebenfalls bei bekannter Prüfkraft aus Tabellen entnehmen. Die Prüfkraft wird im Härtewert mit angegeben (Härtewert/HV/Prüfkraft), zum Beispiel 250HV10. Mikrohärtemessungen (zum Beispiel Härteverlaufskurven) sind möglich.
Härteprüfung nach Rockwell:
Diese Härteprüfung wird mit Hilfe eines Diamantkegels gemessen. Dabei wird der Kegel im Falle der Härteprüfung HRC mit 1173 N eingedrückt, danach wird die Kraft bis auf 98 N reduziert. Aus der Wegdifferenz (Messuhr) wird die bleibende Eindringtiefe ermittelt. Die Rockwell-Härte besteht aus dem Härtewert gefolgt von dem Messverfahren: 58HRC. Dieses Verfahren wird bei gehärteten Stählen angewendet.
Härteprüfung bei Kunstoffen und Elastomeren
Definition Härteprüfung bei Kunstoffen und Elastomeren
Bei dem Härteprüfverfahren für Kunststoffe nach Shore handelt es sich um eine Eindringhärteprüfung. Die Verformung (Eindringtiefe) wird dabei - wegen der hohen elastischen Rückfederung - im Gegensatz zu Metallen unter Last und nach festgelegten Zeiten ermittelt.
Bestimmung der Shorehärte bei Kunstoffen und Elastomeren
Die Bestimmung der Shorehärte erfolgt nach DIN 53 505. Kennwerte sind die Shore-A-Härte und die Shore-D-Härte. Unter der Shorehärte wird der Widerstand gegen das Eindringen eines Körpers bestimmter Form unter definierter Druckkraft verstanden.
Das Härteprüfverfahren nach Shore wurde für Gummi und Kautschuk entwickelt. Shore A kann jedoch auch angewandt werden für weiche oder weichgemachte Kunststoffe, die nicht mehr im Kugeleindruckversuch DIN ISO 2039 T1 geprüft werden können. Shore D kann auch für härtere Kunststoffe eingesetzt werden. Die Shorehärten lassen sich mit einfachen Messgeräten (Härteprüfgeräte nach Shore A bzw. Shore D) ermitteln, ergeben jedoch keine große Genauigkeit.
Die Messgeräte für die Bestimmung der jeweiligen Shorehärten unterscheiden sich in der Geometrie des Eindringkörpers und der jeweils angewandten Federkraft, mit der der Eindringkörper in den Probenkörper eingedrückt wird. Die Eindringtiefe als Maß für die Shorehärte wird auf einer Messuhr angezeigt.
Die Härteskala umfasst einen Bereich von 0 bis 100, wobei 0 der kleinsten, 100 der größten Härte entspricht. Bei der Durchführung der Prüfung ist zu beachten, dass die ermittelten Härtewerte sehr stark von der Dicke der Probekörper beeinflusst werden. Die Messung nach Shore A für Elastomere wird von der Firma ACL angeboten.
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