Alpha-Rockwellhärte

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Alpha-Rockwellhärte

andere Schreibweise: α-Rockwellhärte (HRα)

Allgemeines

Obwohl das Rockwell-Härteprüfverfahren ursprünglich nur für metallische Werkstoffe (HRC, HRB usw.) ausgelegt war, existieren derzeit auch Skalen und Belastungen, mit denen die Eignung auch für Kunststoffe (HR15Y, HR30Y mit 15 und 30 kg Belastung) gegeben ist.

Alpha-Rockwellhärte für Kunststoffe

Im Fall der Rockwell α-Härteprüfung wird mit einer vergleichsweise großen Stahlkugel mit dem Durchmesser von 12,7 mm gearbeitet. Dabei wird in Analogie zum Kugeldruckverfahren (siehe Kugeleindruckhärte) mit einer Vorlast von 98,1 N und einer Hauptlast von 588,4 N gearbeitet. Zur Festlegung eines eindeutigen Zustandes für die Härteprüfung wird der betreffende Wert nach 15 s Haltezeit ermittelt. Durch den großen Durchmesser des Eindringkörpers (siehe auch: Indenter) und aufgrund der großen Kraft kann die Härte in einem relativ großen Härtebereich bestimmt werden. Der beim Eindringvorgang entstehende relativ tiefe Eindruck trägt auch zur Vermeidung von Einflüssen durch die Oberfläche auf den Kennwert der Härte bei.

Die Rockwellhärte HRα ist nach folgender Gleichung zu berechnen:

$HR\,=\,130-{\frac {h}{0{,}002\,mm}}$

mit h in mm.

Durchführung der Härtemessung nach α-Rockwell (HRα)

Der schematische Aufbau eines derartigen Messsystems und der Messvorgang sind in dem nachfolgenden Bild dargestellt. Der Zusammenhang zwischen der Kugeleindruckhärte und der Rockwell α-Härte ist infolge der unterschiedlichen Prüfbedingungen und der verwendeten Messtechnik nichtlinear.

Bild:

Schematischer Aufbau des HRα - Verfahrens und Zusammenhang zwischen α-Rockwellhärte und Kugeleindruckhärte (D–Kugeldurchmesser, F0–Vorkraft, F–Prüfkraft, h0–Eindringtiefe nach Aufbringen der Vorkraft, h–Eindringtiefe)

Eine umfassende Literaturanalyse zu den HRα-Kennwerten ist in dem Landolt-Börnstein Band VIII/6A3 (siehe Literaturhinweise) enthalten.

Literaturhinweise

• Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 199/200 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
• Koch, T., Bierögel, C., Seidler, S.: Conventional Hardness Values. In: Grellmann, W., Seidler, S.: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 357–379, (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe AMK-Büchersammlung unter A 16)
• DIN EN ISO 2039-2 (2000-01): Kunststoffe – Bestimmung der Härte – Teil 2: Rockwellhärte
• ASTM D 785 (2023): Standard Test Method for Rockwell Hardness of Plastics and Electrical Insulating Materials
• Fett, T.: Materialprüfung 14/5 (1972) 151