Materialhärte

Materialhärte bezeichnet die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegen plastische Verformung durch Eindringen, Abtragen oder Kratzen. Sie hängt eng mit der Mikrostruktur, der Phasenverteilung und der Wärmebehandlung zusammen, ist jedoch kein direkter Maßstab für Festigkeit, Zähigkeit oder Steifigkeit und kann je nach Prüfaufbau variieren.

Die häufigsten Härteprüfungen sind Brinell, Rockwell, Vickers und Knoop. Beim Brinelltest wird eine Kugel mit definierter Last in das Material gedrückt, und der Eindruck gemessen; die Brinellhärte ergibt sich aus der Last geteilt durch die Eindruckfläche. Die Rockwellprüfung verwendet unterschiedliche Eindringkörper und Skalen (z. B. HRC oder HRB), wobei die Härte aus dem Verhältnis von Eindringtiefe zu Last abgeleitet wird. Die Vickers- und Knoop-Prüfungen nutzen Diamantenspitzen; daraus ergeben sich HV bzw. HK aus der gemessenen Eindringfläche. Für Kunststoffe existieren zusätzlich Shore-Härtenwerte, die die Oberflächen- bzw. Tiefenhärte widerspiegeln.

Messung und Interpretation hängen vom Prüfaufbau, der Oberflächenqualität und der Prüflast ab; Oberflächenrauheit, Vorbehandlung und Restspannungen können zu Abweichungen führen. Einflussfaktoren sind Mikrostruktur, Legierungselemente, Kornverlauf, Wärmebehandlung, Verformungsgeschichte und Temperatur.

Härte korreliert oft mit Verschleiß- und Zugfestigkeit, sagt aber nicht zwangsläufig etwas über Zähigkeit oder Ermüdungsfestigkeit aus. Hohe Härte bedeutet auch nicht immer gute Leistung in allen Anwendungen; manche harte Materialien sind spröde.

Standards: Es existieren internationale Normen zur Durchführung der Härteprüfung nach Brinell, Rockwell, Vickers und Knoop (z. B. ASTM/ISO), die Prüfvorschriften, Lasten und Auswerteverfahren festlegen.