Brinell- und Rockwell-Härte: Unterschied und Vergleich

Mit Härteprüfungen wird die Härte eines Materials überprüft. Eine Härteprüfung wird mit Hilfe eines sogenannten Härteprüfgeräts durchgeführt.

Es sind viele Arten von Härteprüfgeräten erhältlich. Dabei wird das zu prüfende Material mit einem Material durchdrungen, das härter ist als das Probenmaterial.

Härteprüfungen helfen, den Widerstand eines Materials gegen Verformungen zu bestimmen. Brinell- und Rockwell-Härteprüfungen sind die am häufigsten verwendeten Härteprüfungen.

Key Take Away

1. Die Brinell-Härteprüfung verwendet einen kugelförmigen Eindringkörper und misst die Größe des Eindrucks, was für die Prüfung großer Proben und rauer Oberflächen geeignet ist.
2. Die Rockwell-Härteprüfung verwendet einen Diamantkegel oder einen Stahlkugel-Eindringkörper und misst die Tiefe des Eindrucks, was für kleine Proben und glatte Oberflächen geeignet ist.
3. Die Rockwell-Härteprüfung liefert schnellere Ergebnisse und ist weniger zerstörerisch als die Brinell-Härteprüfung.

Brinell vs. Rockwell-Härte

Bei der Brinell-Härteprüfung wird eine Wolframkarbidkugel mit einem bestimmten Durchmesser mit einer vorbestimmten Kraft in die Oberfläche des zu prüfenden Materials gedrückt. Beim Rockwell-Härtetest wird eine gehärtete Stahlkugel einer bestimmten Größe verwendet, die unter einer bestimmten Belastung in das Material gedrückt wird.

Die Brinell-Härte ist eine der Skalen, mit der der Härtegrad eines Materials gemessen wird. Das in diesem Test verwendete Instrument wird als Brinell-Eindringkörper bezeichnet.

Mithilfe dieser Skala werden Eindrücke auf der Probe erzeugt und anschließend wird der gemessene Eindruck mithilfe der Brinell-Härteskala in einen Wert umgerechnet.

Die Rockwell-Härte ist ebenso wie die Brinell-Härte eine Skala zur Messung der Härte des Materials. Es verfügt außerdem über einen speziellen Rockwell-Eindringkörper.

Dieser Eindringkörper hat eine bestimmte Größe und es wird eine bestimmte Kraft auf die Probe ausgeübt, um einen Eindruck zu erzeugen. Die Messungen werden dann in Rockwell-Härtewerte umgerechnet.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Brinellhärte	Rockwell-Härte
Genauigkeit	Weniger genau	Sehr akkurat
Eindringkörper	Kugelförmige Stahlkugel	Diamantkegel und kugelförmige Stahlkugel
Größe des Eindringkörpers	10 mm
Dauer	30-60 sec	10-15 sec
Sensitivität	Empfindlich gegenüber kleinen Fehlern auf der Oberfläche der Probe	Nicht sehr empfindlich gegenüber Unebenheiten
Nachteil	Sehr harte Proben können nicht gemessen werden	Der Kegel des Eindringkörpers kann brechen

Was ist Brinellhärte?

Die Brinell-Härtemaschine hat einen Eindringkörper mit einem Durchmesser von 10 mm. Der Eindringkörper sollte eine gehärtete Stahlkugel oder eine Karbamidkugel sein. Mit dieser Kugelkugel kann bei einem härteren Material eine Belastung von ca. 3000kg ausgeübt werden.

Diese Belastung kann jedoch verringert werden, wenn das getestete Material weicher ist, um zusätzliche Eindrücke zu vermeiden. Die Brinellhärte wird zur Bestimmung der Härte von Materialien mit heterogenen Strukturen verwendet.

Die Oberfläche der Probe muss vor dem Eindrücken vorbereitet werden. Es sollte flach und perfekt sein. Jede Unvollkommenheit kann zu Fehlern führen.

Der Brinell-Härteprüfer ist einfach zu handhaben und tragbar. Der Durchmesser des mit dem Tester vorgenommenen Einschnitts wird mit Hilfe eines einfachen Mikroskops mit geringer Leistung gemessen.

Der Brinell-Härtewert wird erhalten, indem die aufgebrachte Last durch die Oberfläche des Eindrucks dividiert wird. Während der Messung dürfen keine Vibrationen auftreten, da diese den Wert beeinflussen und zu Fehlern führen können.

Der Brinell-Härteprüfer kann auf alle Arten von Materialien angewendet werden. Die ausgeübte Belastung ist im Vergleich zu anderen Härteprüfgeräten hoch. Die Größe des Eindringkörpers und die Belastung können entsprechend angepasst werden.

Da Brinell-Tester einen kugelförmigen Eindringkörper verwenden, der einen gleichmäßigen Druck ausübt, besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass Fehler auftreten.

Was ist die Rockwell-Härte?

Die Rockwell-Härtemethode ist die universelle Methode zur Härteprüfung. Dieses Verfahren hat keine optische Ausrüstung wie ein Mikroskop, um den Eindruck zu messen. Bei diesem Verfahren werden zwei Arten von Eindringkörpern verwendet.

Einer ist ein Diamantkegel und der andere ist eine Stahlkugel. Der Diamantkegel wird bei sehr harten Proben eingesetzt, die eine Härte von über 785 N/mm² aufweisen müssen.

Für andere weichere Proben wird die Stahlkugel verwendet. Der Durchmesser der Kugel muss zunehmen und die Belastung muss mit abnehmender Härte des Materials abnehmen. Kunststoffmaterialien werden mit Kugeleindringkörpern größeren Durchmessers geprüft.

Diese Methode ignoriert die Fehler, da sie nicht sehr empfindlich auf Unvollkommenheiten in der Probe reagiert. Es können auch kugelförmige, zylindrische oder kegelförmige Proben gemessen werden. Es nimmt weniger Zeit in Anspruch und der Wert wird automatisch generiert.

Es verfügt über eine geringe Testladekapazität. Normalerweise werden Aluminium-, Weichstahl- und Kupferlegierungen mit dieser Methode geprüft. Für unbehandeltes Stahlmaterial muss jedoch zusätzlich zu dieser Methode auch die Brinell-Methode angewendet werden.

Es gibt drei Arten von Rockwell-Härtemethoden. Sie sind Rockwell C, Rockwell 15N und Rockwell B. Die Rockwell C-Methode verwendet den Diamanteindringkörper.

Es wird verwendet, um die Härte von Nüssen zu testen, Schrauben, Sicherheitsgurtschlösser usw. Rockwell B verwendet den kugelförmigen Eindringkörper aus Stahl. Die Rockwell 15N-Methode übt eine aus niedriger Druck auf der Probe.

Hauptunterschiede zwischen Brinell- und Rockwell-Härte

1. Die Größe des beim Brinell-Test verwendeten Eindringkörpers beträgt 10 mm. Es ist eine Stahlkugel. Bei der Rockwell-Härte hingegen ist der Eindringkörper entweder ein Diamantkegel oder eine kugelförmige Stahlkugel mit einem Durchmesser von weniger als 4 mm.
2. Bei der Brinell-Härte wird die Oberfläche des Eindrucks gemessen, bei der Rockwell-Härte hingegen wird die Tiefe des Eindrucks gemessen.
3. Die Brinell-Härte wird zur Messung harter Materialien verwendet, während der Rockwell-Test nicht für sehr harte Materialien gilt.
4. Der Brinell-Härtetest hat eine hohe Belastbarkeit im Vergleich zum Rockwell-Härtetest, der eine relativ geringe Belastbarkeit aufweist.
5. Die Rockwell-Härte ist kostengünstiger und einfacher anzuwenden als der Brinell-Test, der kostspielig ist, da er optische Instrumente wie ein Mikroskop umfasst.
6. Der Wert lässt sich leicht anhand der Rockwell-Härte ermitteln und ist auch sehr genau als die Brinell-Härte. Die Brinell-Härte kann jedoch Fehlern unterliegen.

Bibliographie

1. https://asmedigitalcollection.asme.org/PVP/proceedings-abstract/PVP2004/191/299589

Letzte Aktualisierung: 17. August 2023