Härte

Härte

Härteumwertung

Mitunter besteht unter dem Gesichtspunkt der Vergleichbarkeit der Wunsch oder die Notwendigkeit, die mit einem bestimmten Verfahren ermittelten Härtewerte in eine andere Skala umzurechnen, d.h. umzuwerten. Dies ist gewöhnlich dann der Fall, wenn ein Härtemessgerät für das Zielverfahren nicht vorhanden ist, oder wenn auf dem Prüfkörper Eindrücke nach dem Zielverfahren, beispielsweise aus Platzgründen, nicht mehr gesetzt werden können. Darüber hinaus ist man gelegentlich auch darauf angewiesen, aus einem Härtewert auf die Zugfestigkeit zu schließen, z.B. dann, wenn dem Bauteil keine Zugprobe entnommen werden kann.

Die Notwendigkeit der Härteumwertung tritt auch auf, wenn bei der Werkstoffauswahl und Konstruktion von Bauteilen mit Kennwerten aus verfügbaren Datenbanken (siehe Campus®-Datenbank) gearbeitet wird, ohne Untersuchungen an dem Werkstoff vorzunehmen. Auf Grund des viskoelastischen Materialverhaltens der Kunststoffe können zwei durch verschiedene Verfahren ermittelte Härtewerte unter folgenden Randbedingungen ineinander umgerechnet werden:

• Die Härtewerte müssen beide entweder unter Prüflast oder nach Entlastung bestimmt werden.
• Für die Eindringkörper sollten unter den gegebenen geometrischen Abmessungen die gleichen Eindringtiefe-Kraft-Funktionen gelten.
• Die Beanspruchungszeiten müssen etwa gleich sein.

Anstelle gleicher Eindringtiefe-Kraft-Funktionen können auch ähnliche Eindringtiefen-Flächen-Funktionen für eine Umrechenbarkeit ausreichend sein. Auf dieser Basis ist die empirische Umrechnung in unterschiedliche Härteskalen möglich.

Aus der Literatur sind empirische Zusammenhänge zwischen Kugeldruckhärte HB und der α-Rockwellhärte sowie Shore A und Shore D bekannt.

Zwischen der Kugeldruckhärte und der α-Rockwellhärte besteht die folgende Beziehung (Grafik siehe Kugeldruckhärte):

$Gleichung$

Shore A und Shore D stehen miteinander wie folgt im Zusammenhang (grafische Darstellung siehe Shore-Härte):

$Gleichung$

Während für Kunststoffe weitere Umwertungsmöglichkeiten auf Grund nichtvorhandener systematischer Untersuchungen fehlen, gibt es bei den metallischen Werkstoffen normgerechte Umwertungstabellen. Dabei erweist sich diese Umwertung für Stahl und Stahlguss einer großen Beliebtheit, auch für gehärtete und kaltverformte Cu- und Al-Legierungen sowie die Matrixwerkstoffe lassen sich diese Beziehungen erfolgreich anwenden. Für kaltverfestigte oder hochlegierte Stähle treten jedoch erhebliche Abweichungen auf.

Man sollte jedoch solche empirischen Umrechnungen immer innerhalb spezieller Werkstoffgruppen betrachten, um so die Vorbehalte hinsichtlich einer verallgemeinerten Anwendung stets zu berücksichtigen.

Literaturhinweise

  1. Fett, T.: Zusammenhang zwischen der Rockwell-α-Härte nach ASTM D 785 und der Kugeldruckhärte nach DIN 53456 für Kunststoffe. Materialprüfung 14 (1972)  151-153
  2. Weiler, W. W.: Härteprüfung an Metallen und Kunststoffen. Ehningen: Expert-Verlag (1990)
  3. Tobisch, K.: Über den Zusammenhang zwischen Shore A und Shore D Härte. Kautsch. Gummi Kunstst. 34 (1981) 347-349
  4. Blumenauer, H.: Werkstoffprüfung. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig Stuttgart 1994