Beschaffungshilfe Härtemesser

Ein Härtemesser ist ein Gerät zur Beurteilung von Steifigkeit oder Festigkeit eines Materials.

Das Gerät wird im Rahmen von Härtetests eingesetzt und gestattet es, die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber einer Verformung festzustellen. Dazu verwendet man einen Gegenstand, der härter als das Material ist, i.e. meist einen Diamantkegel oder eine Stahlkugel, die in die Oberfläche des getesteten Materials eindringt. Der Härteprüfer misst dann die Eindringtiefe des Werkzeugs und die Vertiefung, die das Werkzeug auf der Oberfläche der Probe hinterlässt.

Es gibt verschiedene Testmethoden. Der vorliegende Ratgeber stellt die verschiedene Härtemesser mit ihren Vor- und Nachteilen vor.

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Entscheidungshilfe bei der Wahl eines Härteprüfers
Bevor Sie Ihre Wahl treffen, sollten Sie die folgenden wichtigen Punkte beachten:

Die Prüflast: sie wird durch die Härte des Materials bestimmt. Metalle wie Stahl oder Legierungen erfordern beispielsweise Prüflasten von bis zu 3000 kgf, während weiche Metalle nur 500 kgf benötigen. Je schwerer die Last, desto größer die Präzision. Es ist wichtig zu beachten, dass die Abdruckmarke nicht mehr als 1/10 der Prüflastdicke betragen sollte.

Der Härtebereich: Er bestimmt das Material des eindringenden Körpers. Für eine Härte von mehr als 650 HB/30 sollten Sie einen Diamant – Penetrator wählen. Unterhalb dieses Wertes sind Eindringkörper aus Stahl oder Hartmetall geeignet.

Das Präzisionsniveau: es richtet sich nach der zu messenden Oberfläche (Sauberkeit, Planheit, statisches oder dynamisches System usw.).

Die Flexibilität der Einheit: sie ist je nach Form und Abmessungen der zu testenden Proben unterschiedlich.
Auswahlkriterien:
- Prüflast
- Härtebereich
- Genauigkeitsgrad
- Flexibilität des Gerätes
Welche verschiedenen Härtemessertypen gibt es?
Härtemesser werden nach der angewandten Prüfmethode unterschieden:
- Brinell-Methode
- Rockwell-Methode
- Vickers-Methode
- Knoop-Methode
- Ultraschall
Der richtige Einkauf eines Spektrometers
Brinell – Härtemesser von INNOVATEST

Die Brinell Methode ist die in der Industrie am weitesten verbreitete Messtechnik zur Bestimmung einer Probenhärte. Zur Markierung der Probenoberfläche verwendet diese Prüfmethode einen Eindringkörper mit einer Stahlkugel, deren Durchmesser sich je nach der zu messenden Probe richtet. Ein Mikroskop oder eine Messlupe vervollständigen die Installation.

Diese Methode hat zahlreiche Vorteile:
- Sie ist zuerst einmal die beste Methode für die Messung der Härte von rauhen Proben, da deren Handhabung schwieriger ist als die anderer Proben.
- Die angewandten Prüfkräfte sind hoch (3000 Kg).
- Zahlreiche unterschiedliche Kugelgrößen und Belastungen sind möglich: der Messbereich ist sehr groß.
- Ein Brinell-Härteprüfer kann alle Materialtypen testen.
- Die Ergebnisse der Brinell-Methode sind präziser und sicherer als diejenigen, die mit der Rockwell-Methode erhalten werden, weil die Verwendung eines runden Penetrators den Druck homogen verteilt.
Die Methode hat jedoch auch ihre Grenzen:
- Es sind Messirrtümer möglich, da der auf der Oberfläche der Probe ausgeführte Abdruck mit einem optischen Gerät gemessen wird.
- Die Prüflast ist höher als bei anderen Prüfmethoden, und wie immer muss die Oberfläche der Probe gut vorbereitet, sauber und eben sein, da Unregelmäßigkeiten genaue und zuverlässige Messungen verfälschen können.
- Tests mit dieser Methode sind daher recht langwierig (bis zu 60 Sekunden, ohne die Zeit der Probenvorbereitung). Die Methode eignet sich somit nicht für Routinetests.
- Sie erlaubt keine Prüfung von zylindrischen Oberflächen, da sie nur auf ebenen Flächen genau und zuverlässig ist.
- Schließlich ist diese Methode aufgrund der Verwendung von optischen Geräten auch teurer.
Was spricht für die Wahl eines Rockwell-Härtemessers?
Rockwell – Härtemesser von Tinius Olsen

Die Rockwell-Methode ist weit verbreitet, weil sie gleichzeitig einen eindringenden Diamantkegel und eine Stahlkugel verwendet, um die Härte eines Materials zu messen.
- Der Diamantkegel kann nur auf gehärtetem Stahl und Hartmetallen verwendet werden. Unterhalb einer Härte von 785 N / mm² wird seine Verwendung nicht empfohlen.
- Die Stahlkugel wird für die weichsten Materialien verwendet. Es ist jedoch Vorsicht geboten: je weicher das Material, desto größer muss der Durchmesser der Kugel sein und desto geringer die Gesamtbelastung.
- Für die Prüfung von Kunststoffen werden Kugeln mit großem Durchmesser verwendet.
Die Rockwell-Methode hat noch andere Vorteile:
- Es ist die einzige Methode, die Messungen ohne optische Geräte ermöglicht, was sie automatisierbar und schneller macht.
- Sie ist weniger empfindlich für Fehlerstellen auf der Probe.
- Sie gestattet das Messen von zylindrischen, sphärischen oder kegelförmigen Proben.
- Sie funktioniert schnell, weil der Messzyklus kurz ist.
Auch sie hat jedoch Grenzen:
- Die Prüfkraftbereiche sind begrenzt.
- Für gewisse Materialien, wie z.B. unbehandelten Stahl, ist diese Methode allein nicht ausreichend und muss dazu einen Brinell-Durchdringer verwenden, der mit höheren Probenbelastungen arbeitet.
- Die Genauigkeit der Messung richtet sich nach dem Kontakt zwischen Eindringkörper und Probenoberfläche. Bei Verunreinigungen auf der Auflagefläche kann es beim Aufbringen der Prüfkraft zu Verformungen und damit zu Fehlmessungen kommen.
- Diese Methode ist bei Materialien mit hoher Härte weniger genau.
Was spricht für die Wahl eines Vickers-Härtemessers?
Vickers – Härtemesser der Marke MITUTOYO

Die Vickers-Methode ist ein Verfahren zur Prüfung der Mikrohärte. Sie ähnelt der Brinell-Methode. Sie eignet sich für alle festen und metallischen Werkstoffe und für alle Härtebereiche von 10 gf bis 100 kgf.

Der Unterschied zwischen der Vickers-Methode und der Brinell-Methode besteht darin, dass sie eine Diamantpyramide mit quadratischer Grundfläche und einer festen Ladung verwendet. Ein optisches Instrument misst die Abdruckmarke. Diese Technik erlaubt sowohl geringe Prüfkräfte als auch Makrolasten bis zu 30 kg.

Diese Technik hat viele Vorteile:
- Der Messbereich ist sehr groß. Mit dieser Methode können alle Arten von Materialien geprüft werden, egal ob sie besonders weich oder hart sind.
- Der Test ist einfach durchzuführen.
- Die Berechnungen sind unabhängig von der Größe der Diamantpyramide.
- Mit demselben Eindringkörper können Materialien unterschiedlicher Härte gemessen werden.
- Diese Technik eignet sich in perfekter Weise für Labortests.
Auch sie hat jedoch auch Nachteile:
- Der Prozess ist zeitaufwändig, da der Abdruck auf der Oberfläche optisch gemessen wird, z.B. mit einem Mikroskop, was eine Fehlerquelle sein kann.
- Wie bei der Brinell-Methode muss die Oberfläche der Probe gut vorbereitet sein.
- Bei einigen Materialien ist die Messung der Markierung durch die unregelmäßige Verteilung der Prüfkraft der Pyramide, weniger gut lesbar (die Last ist an den Rändern höher als an den Seiten).
Was spricht für die Wahl eines Knoop-Härteprüfers?

Knoop-Härteprüfer der Marke MITUTOYO

Die Knoop-Methode ist ein alternatives Testverfahren zum Vickers-Verfahren für die Messung der Mikrohärte. Letztere verwendet einen Penetrator in Form einer schmalen Rhombe. Dieser Technik gestattet leichte Prüflasten von nur wenigen Gramm.

Sie wird hauptsächlich zur Beurteilung des Rissrisikos bei spröden Materialien wie Keramik und zur Prüfung der Härte von dünnen Probenschichten verwendet, insbesondere bei Beschichtungen.

Die Knoop-Methode wird oftmals mit der Vickers-Methode verglichen.
Welche Gründe sprechen für die Wahl eines Knoop-Härteprüfers?
Ultraschall-Härteprüfer von INNOVATEST

Der Ultraschall-Härtemesser wird zur zerstörungsfreien Härtemessung von Materialien verwendet. Die Prüftechnik verwendet Schallwellen, um die Qualität von festen Materialien (Metalle, Beton, Ziegel) zu bewerten, ihre Dicke zu bestimmen und das Vorhandensein von inneren Fehlern zu erkennen.

Die Ultraschallprüfung kann entweder durch Kontakt oder durch Eintauchen durchgeführt werden. Es handelt sich um ein tragbares Gerät, das aus einer Sonde besteht.
- Die Kontaktkontrolle ermöglicht die Prüfung von sperrigen, nicht transportfähigen Teilen.
- Bei der Eintauchkontrolle wird das Material in eine Flüssigkeit getaucht, um eine bessere Verschiebung der Schallwellen zu erreichen. Diese Methode ermöglicht ein besseres Erkennen von kleinen Fehlern.
Ein tragbarer Härtemesser oder ein Tischgerät?
- Die Tischgeräte sind klassische Härtemesser, die mit der Brinell-, Rockwell- oder Vickers-Methode arbeiten. Es sind schwere und sperrige Geräte, die auf dem Boden oder auf einem Prüfstand installiert werden müssen. Ihr Hauptvorteil liegt darin, dass sie die Härtemessung mit herkömmlichen Methoden ermöglichen.
- Tragbare Härtetester sind deutlich kleinere, leichtere und kompaktere Geräte. Ihr Hauptvorteil besteht darin, dass der Anwender für die Durchführung des Tests keine Probe des Materials nehmen muss. Damit sind sie in fast allen Fällen praktischer.