Warum messen wir die Härte von Werkstoffen? Der Vergleich zwischen der Rockwell- (HRC) und der Brinell-Härteskala (HB) ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Werkstoffe in der Technik. Dieser Artikel befasst sich mit den Unterschieden zwischen diesen beiden gängigen Härteprüfungen und erläutert ihre Anwendungen und Umrechnungsmethoden. Am Ende werden Sie wissen, wie Sie diese Härtewerte interpretieren können, um eine bessere Materialauswahl für Ihre Projekte zu treffen.
Härte ist ein Leistungsindikator, mit dem die Weichheit oder Härte von Materialien gemessen wird. Es gibt viele Methoden der Härteprüfung, die alle auf unterschiedlichen Prinzipien beruhen, was zu Härtewerten und Bedeutungen führt, die nicht genau gleich sind.
Am gebräuchlichsten ist die statische Eindrückhärteprüfung, d. h. die Brinell-Härte (HB), die Rockwell-Härte (HRA, HRB, HRC), die Vickers-Härte (HV) und die Shore-Härte (HA, HD) von Gummiplastik und anderen. Diese Härtewerte geben an, wie widerstandsfähig die Oberfläche eines Materials ist, wenn sie von einem harten Gegenstand eingedrückt wird.
Die bekanntesten Härteprüfverfahren sind die Leeb-Härte (HL) und die Shore-Härte (HS), deren Werte das Ausmaß der elastischen Verformungsarbeit des Metalls wiedergeben.
Daher ist die Härte keine einfache physikalische Größe, sondern ein umfassender Leistungsindikator, der die Elastizität, Plastizität, Festigkeit und Zähigkeit eines Materials widerspiegelt.
Der Code für Metallhärte (Härte) ist H. Abhängig von der Härteprüfmethode,
Die Brinell-Härte (HB) wird im Allgemeinen verwendet, wenn das Material weicher ist, z. B. bei Nichteisenmetallen oder Stahl vor oder nach einer Wärmebehandlung. Glühen. Die Rockwell-Härte (HRC) wird im Allgemeinen für Werkstoffe mit höherer Härte verwendet, z. B. für die Härte nach der Wärmebehandlung.
Bei der Brinell-Härteprüfung (HB) wird eine gehärtete Stahlkugel oder eine Kugel aus einer Hartlegierung mit einem bestimmten Durchmesser mit einer bestimmten Prüfkraft in die zu prüfende Metalloberfläche gedrückt, für eine bestimmte Zeit gehalten, dann entlastet und der Durchmesser der Vertiefung auf der geprüften Oberfläche gemessen.
Der Brinell-Härtewert ist der Quotient, der sich ergibt, wenn man die Belastung durch die sphärische Oberfläche des Eindrucks teilt.
Es ist in der Regel: mit einer bestimmten Last (in der Regel 3000kg), um eine bestimmte Größe (in der Regel 10mm im Durchmesser) gehärtete Stahlkugel in die Materialoberfläche zu drücken, halten Sie es für eine Weile, entladen, und das Verhältnis der Last zu seiner Vertiefung Bereich ist der Brinell-Härte-Wert (HB), Einheit ist kgf/mm2 (N/mm)2).
Bei der Rockwell-Härte (HR-) wird die Tiefe der plastischen Verformung durch Eindrücken zur Bestimmung des Härteindexes verwendet. Eine Härteeinheit ist 0,002 mm.
Wenn HB > 450 oder die Probe zu klein ist, kann die Brinell-Härteprüfung nicht angewandt werden und die Rockwell-Härte sollte stattdessen gemessen werden.
Dabei wird ein Diamantkegel mit einem Scheitelwinkel von 120° oder eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,59 bis 3,18 mm unter einer bestimmten Last in die zu prüfende Materialoberfläche gedrückt, und die Härte des Materials wird anhand der Tiefe des Eindrucks berechnet.
Je nach der unterschiedlichen Härte des Prüfmaterials wird sie in drei verschiedenen Skalen angegeben:
Außerdem:
(1) HRC bezieht sich auf die Rockwell-C-Skala.
(2) HRC und HB sind in der Produktion weit verbreitet.
(3) Der HRC-Bereich ist HRC 20-67, was HB225-650 entspricht.
Liegt die Härte über diesem Bereich, wird die Rockwell-Härteskala A (HRA) verwendet. Liegt die Härte unter diesem Bereich, wird die Rockwell-Härteskala B HRB verwendet. Die Obergrenze der Brinell-Härte ist HB650, sie kann diesen Wert nicht überschreiten.
(4) Der Eindringkörper des Rockwell-Härteprüfers C-Skala ist ein 120 ° Diamant-Kegel, und die Prüflast ist ein fester Wert, der chinesische Standard ist 150 kgf.
Der Eindringkörper des Brinell-Härteprüfers ist eine gehärtete Stahlkugel (HBS) oder eine Hartlegierung Kugel (HBW), und die Prüfkraft variiert mit dem Kugeldurchmesser und reicht von 3000 bis 31,25 kgf.
(5) Rockwell-Härte hat kleine Eindrücke, der gemessene Wert ist lokal, der Durchschnittswert sollte durch die Messung mehrerer Punkte erhalten werden, geeignet für fertige Produkte und dünne Platten, gehört zu der Kategorie der zerstörungsfreien Prüfung.
Die Eindringtiefe der Brinell-Härte ist größer, der Messwert ist genau, nicht geeignet für Fertigprodukte und dünne Platten, in der Regel nicht in die Kategorie der zerstörungsfreien Prüfung gehören.
(6) Der Rockwell-Härtewert ist eine namenlose Zahl ohne Einheit. (Daher ist es falsch, die Rockwell-Härte in Grad anzugeben.)
Die Brinell-Härte hat eine Einheit, und sie steht in einem gewissen Verhältnis zur Zugfestigkeit.
(7) Rockwell-Härte wird direkt auf dem Zifferblatt angezeigt oder kann digital angezeigt werden, ist es bequem zu bedienen, schnell, intuitiv, geeignet für die Massenproduktion.
Bei der Brinell-Härte muss der Durchmesser des Eindrucks mit einem Mikroskop gemessen werden, dann wird die Tabelle nachgeschlagen oder die Berechnung durchgeführt, der Vorgang ist komplizierter.
(8) Unter bestimmten Bedingungen können HB und HRC durch Nachschlagen in der Tabelle umgerechnet werden. Die Formel für die gedankliche Berechnung lässt sich ungefähr wie folgt merken: 1HRC≈1/10HB.
Gemäß der deutschen Norm DIN50150 ist nachstehend eine Vergleichstabelle der Zugfestigkeit mit der Vickershärte, Brinellhärte und Rockwellhärte für eine Reihe häufig verwendeter Stahlwerkstoffe aufgeführt:
Zugfestigkeit Rm N/mm2 | HV | HB | HRC |
250 | 80 | 76.0 | – |
270 | 85 | 80.7 | – |
285 | 90 | 85.2 | – |
305 | 95 | 90.2 | – |
320 | 100 | 95.0 | – |
335 | 105 | 99.8 | – |
350 | 110 | 105 | – |
370 | 115 | 109 | – |
380 | 120 | 114 | – |
400 | 125 | 119 | – |
415 | 130 | 124 | – |
430 | 135 | 128 | – |
450 | 140 | 133 | – |
465 | 145 | 138 | – |
480 | 150 | 143 | – |
490 | 155 | 147 | – |
510 | 160 | 152 | – |
530 | 165 | 156 | – |
545 | 170 | 162 | – |
560 | 175 | 166 | – |
575 | 180 | 171 | – |
595 | 185 | 176 | – |
610 | 190 | 181 | – |
625 | 195 | 185 | – |
640 | 200 | 190 | – |
660 | 205 | 195 | – |
675 | 210 | 199 | – |
690 | 215 | 204 | – |
705 | 220 | 209 | – |
720 | 225 | 214 | – |
740 | 230 | 219 | – |
755 | 235 | 223 | – |
770 | 240 | 228 | 20.3 |
785 | 245 | 233 | 21.3 |
800 | 250 | 238 | 22.2 |
820 | 255 | 242 | 23.1 |
835 | 260 | 247 | 24.0 |
850 | 265 | 252 | 24.8 |
865 | 270 | 257 | 25.6 |
880 | 275 | 261 | 26.4 |
900 | 280 | 266 | 27.1 |
915 | 285 | 271 | 27.8 |
930 | 290 | 276 | 28.5 |
950 | 295 | 280 | 29.2 |
965 | 300 | 285 | 29.8 |
995 | 310 | 295 | 31.0 |
1030 | 320 | 304 | 32.2 |
1060 | 330 | 314 | 33.3 |
1095 | 340 | 323 | 34.4 |
1125 | 350 | 333 | 35.5 |
1115 | 360 | 342 | 36.6 |
1190 | 370 | 352 | 37.7 |
1220 | 380 | 361 | 38.8 |
1255 | 390 | 371 | 39.8 |
1290 | 400 | 380 | 40.8 |
1320 | 410 | 390 | 41.8 |
1350 | 420 | 399 | 42.7 |
1385 | 430 | 409 | 43.6 |
1420 | 440 | 418 | 44.5 |
1455 | 450 | 428 | 45.3 |
1485 | 460 | 437 | 46.1 |
1520 | 470 | 447 | 46.9 |
1555 | 480 | (456) | 47.7 |
1595 | 490 | (466) | 48.4 |
1630 | 500 | (475) | 49.1 |
1665 | 510 | (485) | 49.8 |
1700 | 520 | (494) | 50.5 |
1740 | 530 | (504) | 51.1 |
1775 | 540 | (513) | 51.7 |
1810 | 550 | (523) | 52.3 |
1845 | 560 | (532) | 53.0 |
1880 | 570 | (542) | 53.6 |
1920 | 580 | (551) | 54.1 |
1955 | 590 | (561) | 54.7 |
1995 | 600 | (570) | 55.2 |
2030 | 610 | (580) | 55.7 |
2070 | 620 | (589) | 56.3 |
2105 | 630 | (599) | 56.8 |
2145 | 640 | (608) | 57.3 |
2180 | 650 | (618) | 57.8 |
660 | 58.3 | ||
670 | 58.8 | ||
680 | 59.2 | ||
690 | 59.7 | ||
700 | 60.1 | ||
720 | 61.0 | ||
740 | 61.8 | ||
760 | 62.5 | ||
780 | 63.3 | ||
800 | 64.0 | ||
820 | 64.7 | ||
840 | 65.3 | ||
860 | 65.9 | ||
880 | 66.4 | ||
900 | 67.0 | ||
920 | 67.5 | ||
940 | 68.0 |
Barcol | Brinell | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
GYZJ | 10mm | 5kg | B | |||||
934-1 | 500kg | B | E | F | H | |||
35 | 21 | 32 | ||||||
36 | 22 | 35 | ||||||
37 | 23 | 37 | ||||||
38 | 24 | 40 | ||||||
39 | 25 | 42 | ||||||
40 | 25 | 26 | 45 | |||||
41 | 25 | 27 | 47 | |||||
42 | 26 | 28 | 49 | |||||
43 | 27 | 29 | 51 | |||||
44 | 27 | 30 | 54 | |||||
45 | 28 | 30 | 56 | |||||
46 | 29 | 31 | 58 | |||||
47 | 30 | 32 | 23 | 60 | ||||
48 | 30 | 33 | 0.7 | 26 | 62 | |||
49 | 31 | 34 | 1.3 | 28 | 64 | |||
50 | 32 | 35 | 1.9 | 31 | 66 | |||
51 | 33 | 36 | 2.5 | 34 | 68 | |||
52 | 34 | 38 | 3.1 | 36 | 70 | |||
53 | 35 | 39 | 3.6 | 39 | 30 | 72 | ||
54 | 37 | 40 | 4.2 | 41 | 34 | 73 | ||
55 | 38 | 41 | 4.7 | 44 | 37 | 75 | ||
56 | 39 | 43 | 5.3 | 46 | 40 | 77 | ||
57 | 40 | 44 | 5.8 | 48 | 43 | 78 | ||
58 | 42 | 45 | 6.3 | 50 | 46 | 80 | ||
59 | 43 | 47 | 6.8 | 53 | 48 | 82 | ||
60 | 45 | 49 | 7.3 | 55 | 51 | 83 | ||
61 | 46 | 50 | 7.8 | 57 | 54 | 85 | ||
62 | 48 | 52 | 8.3 | 59 | 56 | 86 | ||
63 | 50 | 54 | 8.8 | 61 | 59 | 88 | ||
64 | 51 | 56 | 9.2 | 63 | 61 | 89 | ||
65 | 53 | 58 | 9.7 | 65 | 63 | 90 | ||
66 | 55 | 60 | 10.1 | 67 | 66 | 92 | ||
67 | 57 | 62 | 10.6 | 69 | 68 | 93 |
Barcol | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
GYZJ | 10mm | 5kg | B | ||||
934-1 | 500kg | B | E | F | H | ||
68 | 60 | 65 | 11 | 71 | 70 | 94 | |
69 | 62 | 67 | 11.4 | 73 | 72 | 95 | |
70 | 64 | 70 | 11.8 | 17 | 75 | 74 | 97 |
71 | 67 | 72 | 12.2 | 23 | 76 | 75 | 98 |
72 | 69 | 75 | 12.6 | 28 | 78 | 77 | 99 |
73 | 72 | 78 | 12.9 | 33 | 80 | 79 | 100 |
74 | 75 | 81 | 13.3 | 38 | 81 | 80 | 101 |
75 | 78 | 85 | 13.7 | 42 | 83 | 82 | 102 |
76 | 80 | 88 | 14 | 47 | 84 | 83 | 103 |
77 | 84 | 92 | 14.3 | 51 | 86 | 85 | 104 |
78 | 87 | 95 | 14.7 | 55 | 87 | 86 | 105 |
79 | 90 | 99 | 15 | 59 | 89 | 88 | 106 |
80 | 94 | 103 | 15.3 | 63 | 90 | 89 | 106 |
81 | 97 | 108 | 15.6 | 66 | 91 | 90 | 107 |
82 | 101 | 112 | 15.9 | 70 | 92 | 91 | 108 |
83 | 105 | 117 | 16.2 | 73 | 94 | 92 | 109 |
84 | 109 | 121 | 16.4 | 76 | 95 | 93 | 109 |
85 | 113 | 126 | 16.7 | 79 | 96 | 94 | 110 |
86 | 117 | 131 | 16.9 | 81 | 97 | 95 | 111 |
87 | 121 | 137 | 17.2 | 84 | 98 | 96 | 111 |
88 | 126 | 142 | 17.4 | 86 | 99 | 97 | 112 |
89 | 130 | 17.6 | 88 | 100 | 98 | 112 | |
90 | 135 | 17.8 | 90 | 101 | 98 | 113 | |
91 | 140 | 18 | 102 | 99 | 114 | ||
92 | 145 | 18.2 | 103 | 100 | |||
93 | 18.4 | 103 | 100 | ||||
94 | 18.6 | 104 | 101 | ||||
95 | 18.7 | 105 | 102 | ||||
96 | 18.9 | 106 | 102 | ||||
97 | 19 | 106 | 103 | ||||
98 | 19.2 | 107 | |||||
98 | 19.3 | 107 | |||||
100 | 19.4 | 108 |
HB | HV | HRA | HRB | HRC | HRD | HS | Zugfestigkeit MPa | |
Standard-Kugel | Wolframkarbid-Kugel | |||||||
– | – | 940 | 85.6 | – | 68 | 76.9 | 97 | – |
– | – | 920 | 85.3 | – | 67.5 | 76.5 | 96 | – |
– | – | 900 | 85 | – | 67 | 76.1 | 95 | – |
– | -767 | 880 | 84.7 | – | 66.4 | 75.7 | 93 | – |
– | -757 | 860 | 84.4 | – | 65.9 | 75.3 | 92 | – |
– | -745 | 840 | 84.1 | – | 65.3 | 74.8 | 91 | – |
– | -733 | 820 | 83.8 | – | 64.7 | 74.3 | 90 | – |
– | -722 | 800 | 83.4 | – | 64 | 73.8 | 88 | – |
– | -712 | – | – | – | – | – | – | – |
– | -710 | 780 | 83 | – | 63.3 | 73.3 | 87 | – |
– | -698 | 760 | 82.6 | – | 62.5 | 72.6 | 86 | – |
– | -684 | 740 | 82.2 | – | 61.8 | 72.1 | – | – |
– | -682 | 737 | 82.2 | – | 61.7 | 72 | 84 | – |
– | -670 | 720 | 81.8 | – | 61 | 71.5 | 83 | – |
– | -656 | 700 | 81.3 | – | 60.1 | 70.8 | – | – |
– | -653 | 697 | 81.2 | – | 60 | 70.7 | 81 | – |
– | -647 | 690 | 81.1 | – | 59.7 | 70.5 | – | – |
– | -638 | 680 | 80.8 | – | 59.2 | 70.1 | 80 | – |
– | 630 | 670 | 80.6 | – | 58.8 | 69.8 | – | – |
– | 627 | 667 | 80.5 | – | 58.7 | 69.7 | 79 | – |
– | – | 677 | 80.7 | – | 59.1 | 70 | – | – |
– | 601 | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | 77 | – |
– | – | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | – | – |
– | 578 | 615 | 79.1 | – | 56 | 67.7 | 75 | – |
– | – | 607 | 78.8 | – | 55.6 | 67.4 | – | – |
– | 555 | 591 | 78.4 | – | 54.7 | 66.7 | 73 | 2055 |
– | – | 579 | 78 | – | 54 | 66.1 | – | 2015 |
– | 534 | 569 | 77.8 | – | 53.5 | 65.8 | 71 | 1985 |
– | – | 533 | 77.1 | – | 52.5 | 65 | – | 1915 |
– | 514 | 547 | 76.9 | – | 52.1 | 64.7 | 70 | 1890 |
-495 | – | 539 | 76.7 | – | 51.6 | 64.3 | – | 1855 |
– | – | 530 | 76.4 | – | 51.1 | 63.9 | – | 1825 |
– | 495 | 528 | 76.3 | – | 51 | 63.8 | 68 | 1820 |
-477 | – | 516 | 75.9 | – | 50.3 | 63.2 | – | 1780 |
– | – | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | – | 1740 |
– | 477 | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | 66 | 1740 |
-461 | – | 495 | 75.1 | – | 48.8 | 61.9 | – | 1680 |
– | – | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | – | 1670 |
– | 461 | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | 65 | 1670 |
444 | – | 474 | 74.3 | – | 47.2 | 61 | – | 1595 |
– | – | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | – | 1585 |
– | 444 | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | 63 | 1585 |
429 | 429 | 455 | 73.4 | – | 45.7 | 59.7 | 61 | 1510 |
415 | 415 | 440 | 72.8 | – | 44.5 | 58.8 | 59 | 1460 |
401 | 401 | 425 | 72 | – | 43.1 | 57.8 | 58 | 1390 |
388 | 388 | 410 | 71.4 | – | 41.8 | 56.8 | 56 | 1330 |
375 | 375 | 396 | 70.6 | – | 40.4 | 55.7 | 54 | 1270 |
363 | 363 | 383 | 70 | – | 39.1 | 54.6 | 52 | 1220 |
352 | 352 | 372 | 69.3 | -110 | 37.9 | 53.8 | 51 | 1180 |
341 | 341 | 360 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 50 | 1130 |
331 | 331 | 350 | 68.1 | -108.5 | 35.5 | 51.9 | 48 | 1095 |
321 | 321 | 339 | 67.5 | -108 | 34.3 | 51 | 47 | 1060 |
311 | 311 | 328 | 66.9 | -107.5 | 33.1 | 50 | 46 | 1025 |
302 | 302 | 319 | 66.3 | -107 | 32.1 | 49.3 | 45 | 1005 |
293 | 293 | 309 | 65.7 | -106 | 30.9 | 48.3 | 43 | 970 |
285 | 285 | 301 | 65.3 | -105.5 | 29.9 | 47.6 | – | 950 |
277 | 277 | 292 | 64.6 | -104.5 | 28.8 | 46.7 | 41 | 925 |
269 | 269 | 284 | 64.1 | -104 | 27.6 | 45.9 | 40 | 895 |
262 | 262 | 276 | 63.6 | -103 | 26.6 | 45 | 39 | 875 |
255 | 255 | 269 | 63 | -102 | 25.4 | 44.2 | 38 | 850 |
248 | 248 | 261 | 62.5 | -101 | 24.2 | 43.2 | 37 | 825 |
241 | 241 | 253 | 61.8 | 100 | 22.8 | 42 | 36 | 800 |
235 | 235 | 247 | 61.4 | 99 | 21.7 | 41.4 | 35 | 785 |
229 | 229 | 241 | 60.8 | 98.2 | 20.5 | 40.5 | 34 | 765 |
223 | 223 | 234 | – | 97.3 | -18.8 | – | – | |
217 | 217 | 228 | – | 96.4 | -17.5 | – | 33 | 725 |
212 | 212 | 222 | – | 95.5 | -16 | – | – | 705 |
207 | 207 | 218 | – | 94.6 | -15.2 | – | 32 | 690 |
201 | 201 | 212 | – | 93.8 | -13.8 | – | 31 | 675 |
197 | 197 | 207 | – | 92.8 | -12.7 | – | 30 | 655 |
192 | 192 | 202 | – | 91.9 | -11.5 | – | 29 | 640 |
187 | 187 | 196 | – | 90.7 | -10 | – | – | 620 |
183 | 183 | 192 | – | 90 | -9 | – | 28 | 615 |
179 | 179 | 188 | – | 89 | -8 | – | 27 | 600 |
174 | 174 | 182 | – | 87.8 | -6.4 | – | – | 585 |
170 | 170 | 178 | – | 86.8 | -5.4 | – | 26 | 570 |
167 | 167 | 175 | – | 86 | -4.4 | – | – | 560 |
163 | 163 | 171 | – | 85 | -3.3 | – | 25 | 545 |
156 | 156 | 163 | – | 82.9 | -0.9 | – | – | 525 |
149 | 149 | 156 | – | 80.8 | – | – | 23 | 505 |
143 | 143 | 150 | – | 78.7 | – | – | 22 | 490 |
137 | 137 | 143 | – | 76.4 | – | – | 21 | 460 |
131 | 131 | 137 | – | 74 | – | – | – | 450 |
126 | 126 | 132 | – | 72 | – | – | 20 | 435 |
121 | 121 | 127 | – | 69.8 | – | – | 19 | 415 |
116 | 116 | 122 | – | 67.6 | – | – | 18 | 400 |
111 | 111 | 117 | – | 65.7 | – | – | 15 | 385 |