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Härteprüfung nach Brinell (Einführung in die Härteprüfung)

Die Härte eines Materials beschreibt dessen Widerstandsfähigkeit gegen Eindrücke durch einen genormten Gegenstand. In vielen Anwendungen, bei denen Bauteile in Kontakt kommen, sind sowohl hohe Festigkeit als auch Verschleißfestigkeit entscheidend. Härteprüfungen erfolgen nach dem Prinzip, dass ein Eindringkörper mit definierter Kraft in das Material gepresst wird. Die gängigsten Verfahren sind die Brinell-, Vickers- und Rockwell-Methoden. Im Fokus dieses Videos steht die Brinell-Härteprüfung. Beim Brinell-Verfahren wird eine Kugel aus Hartmetall (z. B. Wolframkarbid) als Eindringkörper genutzt. Die Kugel wird mit steigender Kraft in die Oberfläche gedrückt, bis die maximale Kraft erreicht ist. Diese bleibt für 10 bis 25 Sekunden bestehen, um eine reproduzierbare Messung zu gewährleisten. Der verbleibende Eindruck wird unter einem Mikroskop ausgewertet. Zwei senkrechte Durchmesser werden gemessen und gemittelt, um die Härte zu bestimmen. Der Brinell-Härtewert (HBW) ergibt sich aus dem Verhältnis der Kraft zur Eindrucksfläche. Die Kraft wird in Newton angegeben, die Durchmesser in Millimetern. Um die Messgenauigkeit zu gewährleisten, sollten Eindrücke nicht zu nah am Rand oder zueinander liegen. Für präzise Ergebnisse sollte der Durchmesser des Eindrucks zwischen 24 % und 60 % des Eindringkörpers liegen. Um mit verschiedenen Kugeldurchmessern vergleichbare Härtewerte zu erhalten, muss der Belastungsgrad (Beanspruchungsgrad), das Verhältnis von Kraft zur Quadratfläche des Eindringkörpers, konstant sein. Der Belastungsgrad ist standardisiert und beeinflusst die Wahl der Prüfkraft. Kugeln mit Durchmessern von 1 bis 10 mm werden je nach Materialstärke und Mikrostruktur verwendet. Für grobkörnige Materialien wie Gusseisen ist eine größere Kugel besser geeignet, da sie repräsentative Messwerte für die Gesamtstruktur liefert. Die Angabe der Brinell-Härte erfolgt ohne Einheiten als Kombination aus Härtewert, Kugeldurchmesser und Prüfkraft. Der Zusatz "HBW" verweist auf den Wolframkarbid-Eindringkörper. Eine Beziehung zwischen HBW und Zugfestigkeit besteht bei unlegierten und niedrig legierten Stählen. Das Verfahren ist für sehr harte Materialien oder dünne Schichten ungeeignet, da die Eindringtiefe nicht ausreichend ist. Alternative Methoden wie der Vickers-Test bieten hier bessere Ergebnisse. 00:00 Was ist die Eindring-Härte? Definition! 02:26 Wie wird die Brinell-Härteprüfung durchgeführt? 04:10 Wie wird die Brinellhärte berechnet? 05:45 Mindest-Randabstand und Eindruckabstand, sowie Probendicke 07:37 Belastungsgrad (Beanspruchungsgrad) 10:41 Prüfkugeln (kugelförmige Eindringkörper) 11:47 Normgerechte Spezifikation der Brinell-Härte 12:46 Nachteil der Brinell-Härteprüfung