Donnerstag, 20. Februar 2014

Härte nach Brinell

Brinell ist eine Methode der Härteprüfung, entwickelt vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell. Zu Beginn des 1900 Jahrhunderts hatte seine Methode zur Härteprüfung auf der Weltausstellung in Paris seine Prämiere. Anwnedung findet eine Stahlkugel oder eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft F, welche in die Oberfläche des Werkstückes gedrückt wird, dessen Härtegrad ermittelt werden soll. Die Methode findet bei weichen bis mittelharten Metallen (DIN EN ISO 6506) wie zum Beispiel unlegiertem Baustahl oder Aluminiumlegierungen, bei Holz (ISO 3350) und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge, wie etwa Gusseisen, Anwendung. Die Normung ist dahingehend geändert worden, dass ab dem Jahr 2006 ausschließlich Kugeln aus Sinterhartmetall für die Prüfung jeglicher Materialien verwendet werden darf.

Der Durchmesser des bleibenden Eindrucks im Werkstück wird nach einer Belastungszeit von 10 bis 15 Sekunden für Stähle oder Gusseisen und 10 bis 180 Sekunden für Nichteisenmetalle oder deren Legierungen  gemessen, daraus wird dann die Oberfläche des Eindrucks bestimmt. Der zu bestimmende Durchmesser d ist der Mittelwert zweier rechtwinklig zueinander liegenden Durchmessern d1 und d2 des bleibenden Eindruckes. Bei anisotroper Verformung wird der zur Berechnung der Härte nötige Durchmesser aus dem größten d1 und kleinsten Durchmesser d2 gemittelt.

Der Brinell-Wert oder auch die Brinellhärte wird ermittelt, indem die Prüfkraft ins Verhältnis zur Eindruckoberfläche gesetzt und anschließend mit dem Wert 0,102 multipliziert wird. Der angegebene Zahlenfaktor ist der Kehrwert von 9,81. Mit diesem Schritt wird die Krafteinheit Newton in die ältere Einheit Kilopond umgerechnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass unter Verwendung moderner Einheiten durchgeführte Härtemessungen zum dem gleichen Ergebnis führen wie historische Ergebnisse, die auf heute veralteten Einheiten beruhen.

Bei Einsatz einer Hartmetallkugel wird der Härtewert mit HB (vor dem Jahr 2006 mit HBW) abgekürzt, die Kennzeichnung bei einer Stahlkugel lautete HBS. Zur Prüfung werden vier Kugeln mit einem Durchmesser von 10 mm, 5 mm, 2,5 mm und 1 mm verwendet.

Es gibt noch ein alternatives Prüfvefahren, eine Abwandlung der Brinellprüfung, mit dem Namen "Poldihammer". Bei diesem Verfahren wird durch einen von Hand erzeugten, undefinierten Hammerschlag der Eindruck der Kugel erzeugt. Bei dieser Prüfung handelt es sich, aufgrund der schlagartigen Belastung, um ein dynamisches Härteprüfverfahren. Die Kugel dringt dabei rückseitig in einen Metallstab mit definierter Härte ein. Die Härte des Prüfobjekts wird aus dem Verhältnis der beiden Eindruckdurchmesser errechnet. Der Vorteil dieser Methode liegt in ihrer Möglichkeit begründet, beliebig gelagerte Prüfobjekte und schon verbaute Bauteile vor Ort prüfen zu können. Die mit dieser Methode ermittelten Härtewerte sind zwar nicht mit den statistisch ermittelten Härtewerten identisch, jedoch sind sie für die in der Industrie bestehenden Ansprüche in aller Regel ausreichend. Die Prüfmethode ist im tschechischen Kladno, vom gleichnamigen Stahlwerk "Poldi", entwickelt worden.

Unter Berücksichtigung einer gewissen Toleranz kann aus der Brinellhärte sogar die Zugfestigkeit (Rm) eines Werkstoffes bei un- und niedriglegierten Stählen abgeleitet werden. Die Formel lautet: Rm ≈ 3,5 × HB.
Reaktionen:

0 Kommentare:

Kommentar veröffentlichen

 
Design by Free Parkettboden WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | Links