Härte

Härte ist der Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt.

Die Härte eines Körpers lässt Rückschlüsse auf sein Verschleißverhalten zu. Harte Brillengläser verkratzen weniger, harte Zahnräder nutzen langsamer ab. Bei der Auswahl von Werkzeugschneiden (Fräskopf, Drehmeissel) ist die Härte von besonderer Bedeutung, denn harte Schneiden bleiben länger scharf. Daneben werden durch steigende Härte auch andere Eigenschaften beeinflusst, z. B. Sprödigkeit und Festigkeit

Härteprüfung

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

Härteprüfung nach Mohs

Harte Werkstoffe ritzen weiche. Diese Einsicht ist Grundlage der Härteprüfung nach Friedrich Mohs. Mohs, ein Geologe, ritzte verschiedene Mineralien gegeneinander und ordnete sie so nach ihrer Härte an. Durch das exemplarische Zuordnen von Zahlenwerten für ausgewählte Minerale entstand eine relative Härteskala, die Mohs-Skala:

Härte	Mineral	Bemerkungen
1	Talk	mit Fingernagel ritzbar
2	Halit
3	Kalzit	mit Eisen ritzbar
4	Fluorit
5	Apatit
6	Orthoklas	ritzt Fensterglas
7	Quarz
8	Topas
9	Korund
10	Diamant	härtestes natürlich vorkommendes Mineral

In der Werkstoffkunde werden vor allem Prüfverfahren eingesetzt, welche die Eindringhärte messen. Dabei werden jeweils genormte Prüfkörper unter festgelegten Bedingungen in das Werkstück gedrückt; anschließend wird die Oberfläche oder Tiefe des bleibenden Eindruckes gemessen.

Härteprüfung nach Brinell

Die Härteprüfung nach Brinell kommt bei weichen bis mittelharten Metallen wie z. B. unlegiertem Baustahl oder Aluminiumlegierungen, bei Holz und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge wie z. B. Gußeisen zur Anwendung. Dabei wird eine Stahlkugel oder eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes gedrückt.

Nach einer Belastungszeit von mindestens 10 Sekunden wird der Durchmesser des bleibenden Eindrucks im Werkstück gemessen und daraus die Oberfläche des Eindrucks bestimmt. Das Verhältnis von Prüfkraft zur Eindruckoberfläche multipliziert mit dem Zahlenwert 0,102 bezeichnet man als die Brinellhärte. Bei Einsatz einer Hartmetallkugel wird der Härtewert mit HBW, bei einer Stahlkugel mit HBS gekennzeichnet.

Härteprüfung nach Rockwell

Es existieren mehrere Härteprüfverfahren nach Rockwell, die für bestimmte Einsatzbereiche spezialistert sind. Die unterschiedlichen Verfahren werden mit HR und einer anschließenden Kennung gekennzeichnet, z. B. HRB, HRC oder HR15N.

Die Rockwellhärte HRC eines Werkstoffes ergibt sich z. B. nach DIN EN 10004 aus der Eindringtiefe eines kegelförmigen Prüfkörpers aus Diamant: Mit einer festgelegten Prüfkraft wird dieser Kegel in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes eingedrückt. Die Eindringtiefe des Diamantkegels, die durch eine mit dem Prüfgerät verbundene Messuhr festgestellt wird, ist ein Maß für die Härte des Werkstoffes. 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.

Härteprüfung nach Vickers

Sehr ähnlich ist die Härteprüfung nach Vickers, die zur Prüfung harter und gleichmäßig aufgebauter Werkstoffe dient, aber auch zur Härteprüfung an dünnwandigen Werkstücken und Randzonen eingesetzt wird. Wie auch bei der Rockwellprüfung wird eine Diamantpyramide mit einer festgelegten Prüfkraft in das Werkstück eingedrückt. Aus dem diagonalen Durchmesser des bleibenden Eindrucks wird dann die Eindruckoberfläche errechnet. Das Verhältnis von Prüfkraft zur Eindruckoberfläche ergibt mit dem Faktor 0,102 multipliziert die Vickershärte (VH).

Eine Sonderform der Vickers-Härteprüfung ist die Knoop-Härteprüfung. Die in der Vickers-Prüfung gleichseitige Diamantspitze hat in der Knoop-Prüfung eine rhombische Form. Die Knoop-Prüfung wird bei spröden Materialien wie z. B. Keramik oder Sinterwerkstoffen eingesetzt.

Sonstige

Daneben sind einige spezielle Härteprüfverfahren üblich:

• die Härteprüfung nach Shore für Elastomere und weiche Kunststoffe
• die Universalhärteprüfung
• der Kugeleindruckversuch für Kunststoffe

Härten

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