HAERTE

Widerstand eines Körpers gegen das Eindringen eines anderen.

Zwischen der Härte eines Bauteils und seiner > Zugfestigkeit besteht übrigens
ein
Zusammenhang, der aber a) metallspezifisch ist, b) nur über einen bestimmten
Härtebereich proportional verläuft.

Die Härte ist ausschlaggebend für die Eignung von Werkstoffen und Bauteilen als
Material für > Lagerungen. Da die Härteprüfung i.G.z. Ermittlung der >
Zugfestigkeit zerstörungsfrei erfolgt, kann sie als nachträgliche Prüfung an
fertigen Bauteilen vorgenommen werden. Sie gestattet Aussagen über die
Belastbarkeit (s. > Belastung) der Bauteile.

Die Härte ist auch ein wichtiges Qualitätsmerkmal der Bügel von Bügelschlössern
als Widerstand gegen Durchtrennen mittels Bolzenschneider (s. >
Diebstahlschutz).

        Meßverfahren
Zum Feststellen der Härte werden harte Probekörper stoßfrei in den zu
untersuchenden Körper gepreßt. Folgende Verfahren haben sich in der
Werkstoffprüfung durchgesetzt:

                Brinell-        Verfahren
Als Probekörper fungiert eine Stahlkugel: Brinell-Härte (Bez. "HB", angegeben in
kp/mm²) ist das Verhältnis der zum Eindrücken des Probekörpers erforderlichen
Kraft zur Fläche der von ihm erzeugten Eindellung (Kugelkalotte).

Einzelheiten des Meßverfahrens sind in der DIN 50 351 ausgeführt. Bezüglich des
Zusammenhangs mit der > Zugfestigkeit besteht bei Stahl die grobe Faustformel:

HB-Wert mal 0,35.

                Vickers-Verfahren
Als Probekörper fungiert eine quadratische Diamantpyramide mit 136°
Spitzenwinkel:

Die Vickers-Härte (Bez. "HV", angegeben in kp/mm²) ergibt sich ebenfalls aus dem
Verhältnis der Prüflast zur Eindrucksfläche. Bis zu einer Härte von 300 ist HV
mit HB annähernd identisch, entsprechnd besteht der gleiche Zusammenhang mit der
Zugfestigkeit (Faustformel: Faktor 0,35). Bei höherer Härte gilt die Faustformel
nicht mehr.

Einzelheiten des Meßverfahrens sind in der DIN 50 133 ausgeführt.

                Rockwell-Verfahren
Als Probekörper fungiert ein Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel und leicht
abgerundeter Spitze:

Als Rockwell-Härte (Bez. "HRC") wird die Eindringtiefe gemessen, die übrigens in
zwei Stufen (Vorlast + Prüflast) erzeugt wird. Umrechnung auf Zugfestigkeit ist
nur möglich, wenn Vergleichswerte vorliegen.

Einzelheiten des Meßverfahrens sind in der DIN 50 103 ausgeführt.

        Vergleiche
Die Umrechnung dieser drei Härtemeßverfahren untereinander sowie die Ableitung
der Zugfestigkeit sind in den Härtevergleichstafeln der DIN 50 150 niedergelegt.

Faustwert (bis 300 HB): HB = HV = 10 HRC
                weitere Härte-  Prüfverfahren:

Für Gummi und weiche  Kunststoffe:

Shorehärte nach dem Eindringhärteprüfverfahten nach Shore, s. > Gummihärte.

Härteskala nach Mohs für mineralische Stoffe. Sie reicht von Gips mit Härte 1
bis Diamant mit Härte 10.

Härten
Vorgang, durch den die > Härte und damit meist auch die > Zugfestigkeit von
Werkstoffen erhöht werden kann.

        Stahl
Bei > Stahl wird dies durch Erwärmung über die sog. Gitterumwandlungstemperatur
hinaus (je nach Kohlenstoffanteil 723-911° C) erreicht, wenn das Werkstück
nachfolgend abgeschreckt wird. Dabei kann sich die Gitterstruktur von Stahl
nicht kontinuierlich vom "dichter gepackten" kubisch-flächenzentrierten Gitter
in ein kubisch-raumzentriertes Gitter zurückbilden und es entsteht eine
verzerrte Gitterstruktur mit hohen inneren Spannungen, die Härte und
Zugfestigkeit von Stahl erhöhen.

Um diese Spannungen nicht zu hoch werden zu lassen (Gefahr von > Härterissen)
erfolgt die Abschreckung je nach Kohlenstoffanteil und dem Anteil anderer
Legierungspartner in Wasser, Öl oder im Luftstrom. Entsprechende
Stahllegierungen werden als "Wasser-", "Öl-" oder "Lufthärter" bezeichnet (vgl.

auch > Anlassen und > Vergüten und insbes. > Stahl: Härten & Vergüten).

        Aluminium
Auch Aluminium kann "ausgehärtet" werden, ein Verfahren, bei dem sowohl die >
Zugfestigkeit als auch die Härte gesteigert werden kann, was allerdings nur bei
bestimmten Alu-Legierungen (s. > Aluminium: Legierungen) möglich ist. Hierbei
werden die jeweiligen Aluminiumlegie-rungen zunächst auf Lösungstemperatur
(490-540° C) erwärmt und nachfolgend abgeschreckt.

Durch die anschließende > Warm- oder > Kaltauslagerung des Materials erfolgt
dann über Diffusionsvorgänge die eigentliche Härtung des Metalls. Durch
unterschiedliche Aushärtetemperatur läßt sich die Härte steuern. Weitere
Einzelheiten s. > Aluminium: Lösungsglühen & Aushärtung).

Auch bei anderen Werkstoffen läßt sich durch bestimmte thermische Behandlungen
Härte und Zugfestigkeit steigern. Selbst bei der > Faserverbundbauweise läßt
sich durch > Tempern (Härtungseffekt des  Harzes) die Festigkeit und v.a.

Formbeständigkeit steigern.

Zu Fehlern beim Härten s. > Härterisse.

Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000