I. Rockwell-Härte (HR)
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1. Prinzip

Ein Diamantkegel (mit einem Spitzenwinkel von 120°) oder eine Stahlkugel (mit einem Durchmesser von 1,59 mm oder 3,18 mm) wird als Eindringkörper unter Einwirkung einer Vorlast und einer Hauptlast in die Materialoberfläche gedrückt. Der Härtewert wird anhand der Eindringtiefe berechnet – je tiefer der Eindruck, desto geringer der Härtewert.

2. Eigenschaften

- Schnelle Testgeschwindigkeit und einfache Bedienung, geeignet für Batch-Tests.
- Geeignet zum Testen von Werkstoffen mittlerer bis hoher Härte.
- Es stehen mehrere Skalen zur Verfügung, die auf der Materialhärte basieren:
- HRA: Verwendet eine Last von 60 kg und einen Diamant-Eindringkörper, geeignet für extrem harte Werkstoffe wie Hartmetalle.
- HRB: Verwendet eine 100 kg Last und einen Stahlkugel-Eindringkörper, geeignet für Weichstahl, Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen usw.
- HRC: Verwendet eine Last von 150 kg und einen Diamant-Eindringkörper; geeignet für abgeschreckten Stahl, hochharte Legierungen usw.

3. Typische Anwendungen

Weit verbreitet für die schnelle Härteprüfung von Metallprodukten wie Schneidwerkzeugen, Lagern, Zahnrädern und Gusseisenteilen.

II. Brinellhärte (HBW)

1. Prinzip

Eine Kugel aus einer harten Legierung mit einem bestimmten Durchmesser (üblicherweise 10 mm) wird unter einer festgelegten Last in die Materialoberfläche gedrückt, und der Härtewert wird anhand des Eindruckdurchmessers berechnet.
Gängige Brinellhärtearten:

- HBS: Verwendet einen Stahlkugel-Eindringkörper, geeignet für Werkstoffe mit einer Härte ≤ 450 HB, wie z. B. Weichstahl, Grauguss und Nichteisenmetalle.
- HBW: Verwendet einen Hartmetallkugel-Eindringkörper, geeignet für Werkstoffe mit einer Härte ≤ 650 HB, und ist die gängigste Form moderner Standards.

2. Eigenschaften

- Stabile Ergebnisse und gute Wiederholbarkeit.
- Geeignet für weiche bis mittelharte Metalle.
- Die Vertiefung ist relativ groß, daher ist sie nicht für dünnwandige oder kleine Teile geeignet.

3. Typische Anwendungen

Härteprüfung von Rohmaterialien und grob bearbeiteten Teilen, wie z. B. geglühtem Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetallen und deren Legierungen.

III. Vickers-Härte (HV)

1. Prinzip

Ein quadratischer Pyramiden-Diamant-Eindringkörper mit einem Spitzenwinkel von 136° wird verwendet, um unter einer festgelegten Last in die Materialoberfläche einzudrücken. Der Härtewert wird anhand der Diagonalenlänge des Eindrucks berechnet.

2. Eigenschaften

- Hohe Präzision: Ermöglicht genaue Härtemessungen, selbst bei extrem kleinen Bereichen (z. B. Mikroregionen von Materialien).
- Breites Anwendungsspektrum: Geeignet für die Prüfung von Werkstoffen über ein breites Härtespektrum hinweg, von weichen Metallen (wie Aluminiumlegierungen) bis hin zu ultraharten Werkstoffen (wie Hartmetallen).
- Minimale Eindringung: Die winzige Eindringung, die auf der Materialoberfläche zurückbleibt, verhindert Beschädigungen der Werkstücke und macht das Verfahren ideal für dünnwandige Teile, Oberflächenbeschichtungen und Härteprüfungen im Mikrobereich.

3. Typische Anwendungen

Es findet breite Anwendung bei der Härteprüfung von Präzisionsbauteilen, Oberflächenbeschichtungen und dünnen Blechen – beispielsweise bei der Härtemessung von Handygehäusebeschichtungen zur Überprüfung der Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus ist es in der wissenschaftlichen Forschung unverzichtbar für die Härteanalyse mikroskopischer Bereiche, etwa bei der Härteprüfung von Korngrenzen und Phasengrenzen in Werkstoffen zur Untersuchung mikroskopischer Materialeigenschaften.

4. Vergleich der drei Härteprüfverfahren

5. Zusammenfassung
Die drei Härteprüfverfahren weisen jeweils ihre Vorteile auf. Um aussagekräftige Prüfergebnisse zu erzielen, sollte das am besten geeignete Verfahren unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften, der Probenform, des Härtebereichs und der Genauigkeitsanforderungen ausgewählt werden.

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