Rockwell-Härtetest — ISO 6508 / ASTM E18

Was ist Rockwell?

Der Rockwell-Härtetest ist eine Methode, bei der die Härte direkt von einer Skala abgelesen wird, indem die bleibende Eindrucktiefe gemessen wird, die nach Aufbringen einer Vorlast und einer größeren Last verbleibt. Es wird ein Diamantkegel oder ein Hartmetallkugel-Eindringkörper verwendet.

Zweck von Rockwell

Ziel ist die Überprüfung der Wärmebehandlung und die Qualitätskontrolle der Serienproduktion mit einer schnellen, wiederholbaren Härtemessung.

Bei welchen Produkten wird Rockwell angewendet?

Teile aus wärmebehandeltem Stahl
Befestigungselemente
Nichteisenmetalle
Hartplastik (Skalen M und R)

In welchen Branchen wird Rockwell eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Rockwell

ISO 6508-1
ASTM E18

Prüfbedingungen für Rockwell

Skala: Je nach Material ausgewählt; Üblich sind HRC (Diamantkegel, 150 kgf) und HRB (1,5875 mm Kugel, 100 kgf).
Vorläufige Ladung: 10 kgf (98 N) im Standard-Rockwell
Verweilzeit: Im Standard definiert, typischerweise 1–5 s
Oberfläche: Glatt, gratfrei und senkrecht zum Eindringkörper

Prüfgerät für Rockwell

Rockwell-Härteprüfmaschine
Diamantkegel- und Kugeleindringkörper
Referenzhärteblöcke
Ambosse zur Probenunterstützung

Probenanforderungen für Rockwell

Die Dicke muss mindestens das Zehnfache der Eindrucktiefe betragen
Die Oberfläche muss oxid- und fettfrei sein
Einkerbungen müssen den in der Norm festgelegten Abstand vom Rand und voneinander haben
Im Allgemeinen werden mindestens drei Messungen durchgeführt

Dauer von Rockwell

Einige Sekunden pro Messung; Die Dauer verlängert sich, wenn eine Oberflächenvorbereitung erforderlich ist.

Ablauf von Rockwell

1Die Maschine wird mit Referenzblöcken verifiziert.
2Die zum Material passende Skala und der Eindringkörper werden ausgewählt.
3Die Probe sitzt fest auf dem Amboss.
4Die Vorlast wird aufgebracht, gefolgt von der Hauptlast, die für die definierte Dauer gehalten wird.
5Die Hauptlast wird entfernt und der Härtewert wird direkt abgelesen.
6Die Messung wird wiederholt und gemittelt.

Annahmekriterien für Rockwell

Der Akzeptanzbereich ist in der Produkt- oder Materialnorm angegeben. Das Ergebnis wird immer zusammen mit der Skala angegeben (z. B. 45 HRC).

Auswertung der Ergebnisse

Es werden Mittelwert und Streuung der Messungen ausgewertet. Das Ergebnis ist ungültig, wenn sich die Probe bewegte oder die Abstützung unzureichend war.

Prüfbericht zu Rockwell

Standard angewendet
Maßstab und Eindringkörper verwendet
Einzelmessungen und der Durchschnitt
Probenidentifizierung

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Rockwell gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Rockwell

Warum wird das Rockwell-Ergebnis mit der Skala geschrieben?

Verschiedene Waagen verwenden unterschiedliche Eindringkörper und Lasten; Das gleiche Material ergibt auf unterschiedlichen Skalen eine unterschiedliche Zahl. Der Wert ist daher nur zusammen mit dem Skalenbuchstaben aussagekräftig.

Kann Rockwell auf dünne Bleche angewendet werden?

Für Standard-Rockwell gibt es eine Dickenbeschränkung. Für dünne Schnitte wird die oberflächliche Rockwell-Methode (z. B. HR15N) oder die Vickers-Methode bevorzugt.

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