🔩 Rockwellhärte von Metallen — Messung der bleibenden Eindringtiefenzunahme (Skalen A, B, C und Superficial)

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 6508-1

Übersicht

Die Norm legt das Verfahren der Härteprüfung nach Rockwell in den normalen Skalen A, B, C, D, E, F, G, H, K sowie in den Superficial-Skalen 15N, 30N, 45N, 15T, 30T und 45T für metallische Werkstoffe fest; sie gilt für ortsfeste und tragbare Härteprüfer. Die fünfte Ausgabe ISO 6508-1:2023 ersetzt die Ausgabe von 2016; die Änderungen umfassten u. a. die Streichung der Anmerkung zu Stahl- und Wolframkugeln, die Ergänzung eines Abschnitts mit Begriffen sowie Angaben zu einteiligen Eindringkörpern mit kugelförmiger Spitze.

Die einzelnen Skalen unterscheiden sich in der Art des Eindringkörpers, den Kräften und dem Anwendungsbereich: HRA (Diamantkegel, 588,4 N, 20–95 HRA), HRBW (Kugel 1,5875 mm, 980,7 N, 10–100 HRBW), HRC (Diamantkegel, 1,471 kN, 20–70 HRC, mit möglicher Erweiterung bis 10 HRC bei polierten Kegel- und Spitzenflächen), HRD, HREW, HRFW, HRGW, HRHW, HRKW. Die Superficial-Skalen arbeiten mit einer Prüfvorkraft von 29,42 N und Gesamtprüfkräften von 147,1 N, 294,2 N oder 441,3 N und haben eine Skalierungskonstante von 0,001 mm statt 0,002 mm.

In den Laborübungen der Technischen Universität Lublin wird die Messung an einem Rockwell-Härteprüfer (Typ KP-15001) an Stahlproben nach Härten und Anlassen, nach thermochemischer Behandlung (Aufkohlen, Carbonitrieren, Diffusionsverchromen), an dünnen Stahlbändern und harten Gusslegierungen durchgeführt; die Wahl der Skala (A, B, C oder F) hängt von der Probendicke und der erwarteten Härte ab.

Prinzip der Methode

Ein Eindringkörper festgelegter Größe, Form und festgelegten Werkstoffs wird bei zwei Kraftstufen in die Oberfläche der Probe eingedrückt. Zuerst wird die Prüfvorkraft F0 aufgebracht und die anfängliche Eindringtiefe gemessen, dann wird die Prüfzusatzkraft aufgebracht und wieder weggenommen, wobei auf die Prüfvorkraft zurückgekehrt wird, und anschließend wird die endgültige Eindringtiefe gemessen. Die Rockwellhärte wird aus der Differenz h zwischen endgültiger und anfänglicher Eindringtiefe sowie aus zwei Konstanten bestimmt — dem vollen Bereich N und der Skalierungskonstante S — nach der Formel H = N − h/S. Für normale Skalen mit Diamant-Eindringkörper gilt Härte = 100 − h/0,002, für Skalen mit Kugel = 130 − h/0,002 und für Superficial-Skalen = 100 − h/0,001.

Anwendungen

• Schnelle Härtekontrolle von Stahl, Stahlguss und Nichteisenmetallen in Produktion und Abnahme
• Beurteilung der Wirkung von Härten, Anlassen und thermochemischer Behandlung
• Prüfung dünner Bänder und Bleche (Superficial-Skalen 15T, 30T, 45T)
• Messungen mit tragbaren Härteprüfern an großformatigen Bauteilen
• Umrechnung der Härte in andere Skalen und Abschätzung der Zugfestigkeit (Vergleichstabellen)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 6508-1:2024-06

Titel (PL)

Metale — Pomiar twardości sposobem Rockwella — Część 1: Metoda badania

Title (EN)

Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung der Oberfläche

   Eine ebene und glatte Oberfläche prüfen, ohne Zunder, Verunreinigungen und Schmierstoffe. Ausnahme sind reaktive Metalle, z. B. Titan, das am Eindringkörper haften kann — ein geeigneter Schmierstoff (z. B. Kerosin) ist zulässig, seine Verwendung wird im Prüfbericht angegeben. Die Vorbereitung soll eine Härteänderung durch Erwärmung oder Kaltverfestigung minimieren.

2. Wahl der Skala

   Die Skala (z. B. A, B, C oder F) in Abhängigkeit von der Dicke der Probe oder Schicht und der erwarteten Härte wählen; die Mindestdicke in Anhang B prüfen, Art des Eindringkörpers, Gesamtprüfkraft sowie Mindestabstände zwischen den Eindrücken und vom Probenrand festlegen.

3. Tägliche Überprüfung

   Vor der ersten Prüfung jedes Tages die Überprüfung nach Anhang E für jede verwendete Skala durchführen; den Zustand der Diamant-Eindringkörper nach Anhang F prüfen. Nach jedem Wechsel von Eindringkörper, Kugel oder Auflage mindestens zwei Messungen durchführen und die Ergebnisse verwerfen, danach die tägliche Überprüfung wiederholen.

4. Aufsetzen der Probe

   Die Probe so auf eine starre Auflage legen, dass die geprüfte Oberfläche senkrecht zur Achse des Eindringkörpers und zur Wirkungslinie der Kraft steht; zylindrische Erzeugnisse auf Prismen abstützen. Auf Sitz und Koaxialität von Eindringkörper, Probe und Halter achten — eine Abweichung von der Rechtwinkligkeit verfälscht das Ergebnis.

5. Prüfvorkraft

   Den Eindringkörper ohne Stoß, Schwingungen, Oszillation und Überlastung mit der Oberfläche in Kontakt bringen und die Prüfvorkraft F0 aufbringen; Einwirkdauer 3 s (von 1 s bis 4 s). Die anfängliche Eindringtiefe messen.

   ⏱ Zeit: 3 s

6. Gesamtprüfkraft und Ablesung

   Die Prüfzusatzkraft bis zum Erreichen der Gesamtprüfkraft aufbringen, dann wegnehmen und auf die Prüfvorkraft zurückkehren, und die endgültige Eindringtiefe messen; die Härte wird nach der Formel H = N − h/S berechnet.

7. Anzahl der Eindrücke

   Mindestens drei Probemessungen durchführen, danach je 3 Eindrücke auf jeder Probe; die Ergebnisse in einer Tabelle zusammenstellen (Praxis der Übungen der Technischen Universität Lublin).

8. Korrekturen und Vergleiche

   Bei der Prüfung konvexer zylindrischer und kugelförmiger Oberflächen die Korrekturen aus den Anhängen C und D der Norm berücksichtigen; bei Bedarf die Ergebnisse anhand von Vergleichstabellen mit der Vickers- und Brinellhärte vergleichen.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Hohe Prüfkräfte (bis 1,471 kN) — Finger nicht in die Nähe des Eindringkörpers bringen, Proben sicher befestigen
• Zylindrische Erzeugnisse auf Prismen können sich drehen — gegen Wegrollen sichern
• Schleifen der Proben: Staub und Funken — Schutzbrille, Absaugung
• Absplitterungen bei der Prüfung spröder Werkstoffe (Hartmetalle, gehärtete Stähle) — Schutzabdeckung am Arbeitsplatz

Häufige Fragen