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Härteprüfung, mobil

Soll die Härte von großen oder schwer zugänglichen Bauteilen oder die an ganz bestimmten Oberflächenpunkten ermittelt werden, so kommen handliche mobile Härtemessgeräte zum Einsatz. Sie zeigen die gemessene Härte auf Knopfdruck an und funktionieren nach unterschiedlichen Verfahren. So gibt es beispielsweise eine Messmethode namens UCI-Verfahren, bei der anhand eines Ultraschall-Echos die Werkstoffhärte errechnet wird. Eine andere gängige Messmethode ist das Rückprallverfahren. Dabei lässt man eine kleine Stahlkugel auf die Bauteiloberfläche prallen und misst die Geschwindigkeit nach dem Abprall. Je höher diese ist, desto härter ist der Werkstoff des Bauteils.

Härteprüfung

Um die Härte eines Werkstoffes zu ermitteln, gibt es unterschiedliche Prüfverfahren. Ihnen allen ist gemein, dass dabei ein Prüfkörper von genau definierter Größe und Form mit einer festgelegten Kraft für einen bestimmten Zeitraum auf die Werkstoffprobe einwirkt. Aus der Eindringtiefe des Prüfkörpers in den Werkstoff wird dann die Härte des Materials ermittelt. Einige Härteprüfverfahren wie die nach Brinell oder Rockwell sind nur für Materialien eines beschränkten Härtebereiches einsetzbar, während andere Prüfverfahren wie die Härteprüfung nach Vickers oder Martens universell einsetzbar sind. So ist das Brinell-Verfahren beispielsweise nur für weiche bis mittelharte Werkstoffe geeignet. Manche Härteprüfverfahren lassen sich auch im Mikrobereich einsetzen. Mit der Vickers-Methode sind sogar Messungen an einzelnen Gefügekörnern möglich. Diese Methoden werden meist für die Messung an fertigen Bauteilen verwendet, wenn der Messabdruck möglichst klein sein soll.

Härten von Werkzeugstahl

Werkzeugstähle werden mit vom Hersteller der jeweiligen Stahlsorte genau vorgegebenen Temperaturverläufen gehärtet. Da sie nach dem Härten eine Festigkeit aufweisen, die spanende Bearbeitung nur noch durch Schleifen ermöglicht, muss ein entsprechendes Aufmaß einkalkuliert werden, um Formveränderungen durch Härteverzug korrigieren zu können. Werkstücke aus Werkzeugstahl werden zunächst vorbearbeitet, danach spannungsarmgeglüht (siehe Glühen). Nach der anschließenden Fertigbearbeitung, erfolgen dann Erwärmung auf Härtetemperatur, Abschrecken und Anlassen gemäß Werkstoffblatt.

Härten

Als Härten bezeichnet man eine Wärmebehandlung für härtbare Stahlsorten, deren Zweck die Erhöhung der Werkstoffhärte und die Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Materials ist. Zur Anwendung kommt das Härten im Wesentlichen für Werkzeuge sowie Bauteile, die einem starken Verschleiß unterliegen. Beim Härten wird der Stahl zunächst auf die sogenannte Härtetemperatur erwärmt. Diese Temperatur wird je nach Stahlsorte eine gewisse Zeit gehalten, damit die dem Härten zugrundeliegenden Gefügeänderungen sicher abgeschlossen sind. Danach wird der Stahl schnell abgekühlt, dies wird Abschrecken genannt. Dabei wandelt sich das Kristallgefüge im Stahl in sehr hartes Martensit um. Durch die rasche Abkühlung entstehen innere Verspannungen des Gefüges. Um diese zu vermindern, wird der Stahl nach dem Abschrecken nochmals erwärmt, auf die sogenannte Anlasstemperatur. Hierbei reduziert sich die Sprödigkeit des Materials, wobei die Härte nur minimal reduziert wird. Nach dem langsamen Abkühlen an der Luft weist der Stahl seine endgültige Gebrauchshärte auf.