Härte von Stahl ist der Hauptindikator für die Qualität des jeweiligen Werkzeugs, das man für eine gewisse Arbeit wählen soll. Je höher die Stahlhärte, desto besser die Fähigkeit, bei der Verarbeitung plastischer Verformung und dem Verschleiß zu widerstehen. Biespielsweise ist es eben die Härte des Stahls, die bestimmt, ob sich der Sägezahn beim Sägen von Werkstücken verbiegt oder ob die Seitenschneider imstande sind, den Draht zu durchtrennen. Welche Arten von Stahlhärte es gibt? Welche Bedeutung hat das in verschiedenen Industriebranchen? Was sollte man über die populärsten Bezeichnungen wissen? Diese und andere Fragen bekommen eine knappe, aber wissensreiche Antwort im folgenden Beitrag.
Wie kann man die Härten von Stahl bestimmen und warum ist es wichtig?
Laut jeder Definition ist die Härte die Fähigkeit, einer elastischen bzw. plastischen Verformung und/oder einem Bruch in der Oberflächenschicht zu widerstehen. Es gibt generell drei populärste Möglichkeiten, wie man die Härten von Stahl messen kann:
- Pressmethode;
- Rückprallmethode;
- Kratzmethode.
In der Schwerindustrie findet mehrere Arten von Metallen Verwendung, darunter auch deren Legierungen mit unterschiedlichsten mechanischen Eigenschaften. Diese Vielfalt hat dazu geführt, dass man derzeit etwa drei Dutzend Härteprüfmethoden aufzählen könnte, die mit den oben aufgelisteten verwandt sind. Die Unterschiede zwischen ihnen beziehen sich jeweils auf einen spezifischen Anwendungsbereich.
Diverse Werkzeuge, die zur manuellen Metallbearbeitung dienen – also Hacken, Schneiden, Markieren, Feilen, Lochen, Brennen – stellt man aus Kohlenstoff- und legierten Stählen her. Deren Arbeitsteile unterliegen einem speziellen Härtungsverfahren, bei dem die letztendlich erreichte Härte innerhalb bestimmter Grenzen liegen sollte. Anders wird es im Fall von Hämmern, anders bei Feilen und Bügelsägeblättern aussehen. Nicht zu vergessen sind auch verschiedene Schraubenschlüssel- und Dreher sowie Zangen. Ihren Härtestandard liegt man ebenfalls anhand aktuell geltender Normen fest.
Was ist die Rockwell Härte? Die populärste Methode, die Härte von Stahl zu berechnen
Unter allen aktuell bestehenden Möglichkeiten der Bestimmung von Stahlhärten (und auch der Nichteisenmetallen) gilt die Rockwell-Methode als die gebräuchliste und genaueste. Dabei drückt man Eindringkörper in das Material, das man prüfen will. Wenn es um die Eindringkörper geht, so ist es normalerweise entweder ein Diamantkegel (für gehärtete Stähle und Hartmetalllegierungen) oder eine Hartmetallkugel (für weniger harte bzw. Relativ weiche Metallen). Die Messungen führt man mithilfe mechanischer oder elektronischer Härteprüfgeräte.
Die Rockwell-Methode erlaubt, die Härte von Stahl mit mehreren (insgesamt 54) Härteskalen- bzw. Graden zu bezeichnen: A, B, c, D, E, F usw. Jede von ihnen liefert die möglichst große Genauigkeit in ihrem relativ engen Messbereich. Am häufigsten verwendet man die Skalen A und C, die der Prüfung von proben aus gehärteten Werkzeugstählen und anderen harten Stahllegierungen dienen.
Welche Bedeutung hat der Härtegrad von Stahl?
Der Härtegrad von Stahl ist ein äußerst relevantes Merkmal, das bestimmt, wie verschleißfest das Werkzeug ist und wie hoch seine Resistenzfähigkeit gegen Widerstände diversen Ursprungs sowie Quetschungen ist. Für jedes Werkzeug gibt es gewisse ausreichende Werte, die man unbedingt berücksichtigen sollte.
Dies gilt selbst für die einfachsten, alltäglichen Situationen. Nehmen wir an, Sie sehen sich nach einem wirklich scharfen Messer um und bemerken im Angebot ein Messer aus japanischem Stahl, dessen Preis ziemlich hoch ist. Der Grund dafür besteht eben in seinem extrem hohen Härtegrad.
Generell kann man sagen, dass der Härtegrad von Stahl einen unmittelbaren Einfluss darauf hat, wie lange man das Werkzeug benutzen kann, sowie auf seine Funktionalität und Sicherheit. Für jeden Werkzeugtyp gibt es eine empfohlene Stahlhärte. Allerdings gelten manche Parameter in bestimmten Branchen als ziemlich universell. Zum Beispiel, Stahlwerkzeuge mit dem Härtegrad von 52 HRC sind bei den Montagearbeiten optimal.
HRC Stahl und andere gebräuchliche Methode, die Härte von Stahl zu berechnen
In der Fachliteratur bezeichnet man die Härte von Stahl üblicherweise mit dem Buchstaben H. Diese Tradition ist in der englischen Sprache verankert, denn „hard“ bedeutet auf Englisch „hart“. Nach dem H-Buchstaben stehen immer ein oder zwei andere Buchstaben, die das Härteprüfverfahren markieren. Das heißt, die geben diejenige Methode an, mit deren Hilfe die Stahlhärte festgestellt wurde. Zum Beispiel:
- HB – Brinellhärte. Bei einer solchen Härtemessung benutzt man eine gehärtete Stahl- oder Hartmetallkugel mit einem Durchmesser von 2,5 oder 10,5 mm. Eine ebstimmte Zeit lang drückt man diese Kugel in die Oberfläche des geprüften produkts. Auf der Oberfläche entsteht der erwünschte Abdruck. Danach folgen entsprechende mathematische Berechnungen, die es erlauben, die Härte von Stahl festzustellen.
- HRA, HRAB, HRC – Rockwellhärte auf den Skalen A, B und C. Diese Methode haben wir oben bereits besprochen.
- HV – Vickers-Härte. Diese recht universelle Methode besteht darin, dass man eine Diamantenpyramide mit einem Spitzenwinkel zwischen gegenüberligenden Flächen von 136 Grad ind Testmetall einführt. Somit kann man die Härte dünner Stahlplatten und Schichten bis zu 6,05 mm messen. Das Verfahren erfordert allerdings eine sehr sorgfältige Oberflächenvorbereitung, also Polieren oder Feinschleifen.
- Hμ – Mikrohärte. Im Wesentlichen ist es eine Variante der Vickers-Methode. Der Unterschied liegt in der Größe der auf die Diamantenpyramide ausgeübten Belastung. Diese Methode dient hauptsächlich zum Messen der Härte von sehr dünnen und gleichmäßig strukturierten Schichten oder einzelnen Metallkörnern (Legierungen). In der Regel erfolgt dies unter Laborbedingungen zu Forschungszwecken.
- HSD – Shore-Härte. Bei der Shore-Methode lässt man einen 36 g schweren Schlagkörper mit einer abgerundeten Diamantspitze aus einer Höhe von 19 mm auf die Prüfoberfläche frei fallen. Unter der Wirkung des elastischen Rückstoßes des Materials prallt der Schlagkörper auf eine bestimmte Höhe zurück. Die Härte des geprüften Materials sei dann proprotional zur Höhe des Rückpralls zu berechnen.
- HP – Poldi-Härte. Hier platziert man eine gehärtete Stahlkugel mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm zwischen der zu prüfenden Fläche und der Referenzprobe. Anschließend schlägt man auf die Musterprobe mit einem Hammer von derjenigen Seite, die der Kugel gegenüberliegt. Dadurch entstehen Abdrücke sowohl auf dem Prüfkörper als auch auf dem Muster. Basierend auf diesen, lässt sich die Härte in Brinell-Einheiten berechnen.
Stahl Härte Tabelle
Wie Sie sehen, gibt es mehrere Möglichkeiten, um die Härte von Stahl zu bestimmen. Um diese Methoden etwas zu vereinheitlichen und die Unterschiede dazwischen zu klären, benutzt man eine spezielle Stahl Härte Tabellen(oder, genauer gesagt, einige Stahlhärtetabellen). Auf diese Weise lassen sich die Referenzen umrechnen. Hier ein kleines Beispiel, wie dies in der Praxis funktioniert:
| Vickers, HV | Brinell, HB | Rockwell, HRB |
| 100 | 100 | 52,4 |
| 105 | 105 | 57,5 |
| 110 | 110 | 60,9 |
| 115 | 115 | 64,1 |
| 120 | 120 | 67,0 |
| 125 | 125 | 69,8 |
Solche Tabellen lassen sich im Internet problemlos finden. Dazu können Sie verschiedene Suchmaschinen benutzen, die innerhalb weniger Sekunden mehrere Referenztabellen zeigen, mit denen sich die Stahlhärte nach der jeweiligen Messmethode umrechnen lässt.