Härteprüfung – Brinell, Vickers und Rockwell im Überblick

Was bedeutet Härteprüfung und welches Ziel verfolgt sie?

Härte ist der Widerstand eines Werkstoffs gegen das Eindringen eines härteren Prüfkörpers. Je nach Normverfahren wird die Härte aus einer Eindruckfläche (optisch gemessen), einer Eindruckdiagonale (optisch gemessen) oder einer Eindringtiefe (wegmessend zwischen Vor- und Hauptlast) berechnet. Härtewerte korrelieren oft mit Festigkeitskennwerten, weshalb normierte Umwertungen existieren. Dennoch gilt: Umwertungen sind werkstoff- und zustandsabhängig und ersetzen keine direkte Festigkeitsprüfung.

Für welche Anwendungsfälle wird Härteprüfung eingesetzt?

• Wareneingangs-/Zwischenkontrolle in Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizintechnik.
• Prüfung von Wärmebehandlungen, Beschichtungen und Randschichten (insb. Vickers).
• Härteverlaufsprofile (Vickers in definierten Stufenabständen).
• Schadensanalyse und Gefügebeurteilung (lokale Unterschiede sichtbar machen).

Wie funktionieren die Härteprüfverfahren im Detail?

Härteprüfung nach Brinell (DIN EN ISO 6506-1)

Eine Hartmetallkugel (HBW) wird mit definierter Prüfkraft F in die präparierte Oberfläche gedrückt. Nach Entlastung werden zwei zueinander rechtwinklige Eindruckdurchmesser d optisch gemessen. Daraus wird die Brinellhärte HBW berechnet. Große Kugel- und Prüfkräfte eignen sich für grobkörnige Gefüge; sehr hochfeste Werkstoffe sind weniger geeignet. Die korrekte Wahl von Kugeldurchmesser und Kraft stellt sicher, dass der Rand des Eindrucks weder aufwulstet (zu hohe Kraft) noch unscharf wird (zu geringe Kraft).

Härteprüfung nach Vickers (DIN EN ISO 6507-1)

Eine Diamantpyramide (Öffnungswinkel 136°) erzeugt einen bleibenden Eindruck. Gemessen werden die beiden Diagonalen; daraus ergibt sich die Vickershärte HV. Vorteil: ein breiter Kraftbereich bis in den Mikrolastbereich (z. B. HV0.01) erlaubt feine Härteverläufe, Randschichten und kleine Bauteile. Voraussetzung ist eine geeignete Oberflächenpräparation und eine zuverlässige optische Auswertung.

Härteprüfung nach Rockwell (DIN EN ISO 6508-1)

Bei Rockwell (z. B. HRC) wird die Eindringtiefe eines Prüfkörpers zwischen Vorlast und Hauptlast gemessen. Für HRC dient eine Diamantkegelspitze (120°) mit verrundetem Apex. Das Verfahren ist robust, schnell und eignet sich gut für automatisierte Serienprüfungen. Für sehr dünne Schichten und kleinste Messabstände ist Rockwell weniger geeignet als Vickers.

Wie werden Härtewerte korrekt geschrieben?

• HBW 2.5/187.5/10 – Brinell mit Kugel Ø 2,5 mm, Prüfkraft 187,5 kgf, Einwirkdauer 10 s.
• HV 30/10 – Vickershärte mit 30 kgf (≈ 294 N) und 10 s.
• HRC 62 – Rockwell-Härte im C-Skalenbereich (Diamantkegel), dimensionslos.

Einheit: Brinell und Vickers werden historisch dimensionslos angegeben (HBW, HV), resultieren aber aus Kraft-/Flächenbeziehungen. Rockwell ist eine skalenbezogene Zahl (HRA/HRB/HRC …).

Welches Verfahren wähle ich?

Für Serienprüfungen mit hohem Durchsatz ist Rockwell beliebt; für feine Gefügeunterschiede und Schichtcharakterisierung bietet Vickers die höchste Auflösung. Brinell ist besonders aussagekräftig für grobkörnige oder heterogene Werkstoffe mit ausreichender Materialdicke.

Welche Normen und Umwertungen sind bei der Härteprüfung relevant?

Brinell: DIN EN ISO 6506-1, Vickers: DIN EN ISO 6507-1, Rockwell: DIN EN ISO 6508-1. Für die Umwertung zwischen Härte- und Festigkeitskennwerten kann DIN EN ISO 18265 herangezogen werden. Umwertungen gelten nur eingeschränkt und sind von Werkstoff und Zustand abhängig – für direkte Festigkeitskennwerte ist eine Zugprüfung oder ein indentationsbasiertes Verfahren ohne Umwertung vorzuziehen.