Weitere Prüfverfahren

Kohlenstoffprüfung

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Allgemein

Die Härte von Kohlenstoff- und Grafitmaterialien wird nach der Norm DIN 51917 bestimmt. Die Norm DIN 51917 legt das Verfahren zur Bestimmung der Rockwell-Härte fest. In dieser Norm handelt es sich um ein für Kohlenstoffmaterialien abgewandeltes Rockwell-Prüfverfahren mit Kugel nach ISO 6508-1. Auch bei Metall-Grafit-Materialien, z. B. Kohlenbürsten in Motoren oder Generatoren, kann die Rockwell-Härte nach diesem Verfahren bestimmt werden.

Einordnung des Kohlenstoffprüfverfahrens

Das Verfahren zur Kohlenstoffprüfung basiert auf dem Rockwell-Verfahren. Es ist somit ebenfalls ein statisches Härteprüfverfahren und weist ähnliche Charakteristika wie das Rockwell-Verfahren auf:

  • Es gehört zu den genormten Verfahren (DIN 51917, ASTM C886).
  • Mit dem Verfahren wird im Makrobereich Härte geprüft, und zwar mit einer Prüfkraft zwischen 29,42–1471 N.
  • Es handelt sich um ein Tiefendifferenzverfahren. Das heißt, zur Ermittlung des Härtewertes eines Prüfstückes wird die bleibende Eindringtiefe gemessen, die durch den Eindringkörper entsteht.
  • Form und Material des Eindringkörpers: eine Hartmetallkugel, je nach Methode unterschiedlicher Kugeldurchmesser.

Ablauf des Prüfverfahrens

Der Ablauf der Kohlenstoffprüfung ist ident mit dem Ablauf des Rockwell Prüfverfahrens.

Methoden

Die einzelnen Methoden unterscheiden sich durch:

  • den Durchmesser der Eindringkugel;
  • die Höhe der Gesamtprüfkraft (auch Hauptkraft oder Hauptlast);

die Skalenteilung (Basis h0 für die zu messende bleibende Eindringtiefe h liegt bei 100 oder 130 Einheiten (je nach Skala gilt: 1 Einheit  E = 0,002 mm bzw. 0,001 mm)), siehe auch Tabelle in Grafik „Härteprüfung nach Rockwell“.

Die Prüfmethoden, die sich daraus ergeben, verwenden drei unterschiedliche Kugeldurchmesser (Hartmetallkugel aus Wolframkarbid mit den Durchmessern: 2,5 mm, 5 mm, 10 mm) und sechs unterschiedliche Gesamtprüfkräfte (68,65 N,  196,1 N, 392,3 N, 588,4 N, 980,7 N, 1471 N).

Die folgende Tabelle zeigt die nach DIN 51917 genormten Prüfmethoden.

Symbol für Härte

Eindringkörper Hartmetallkugel [Ø in mm]

Skalenteilung [mm]

Prüfvorkraft [N]

Prüfgesamtkraft [N]

HR 10/20

10

0,002

98,7

196,1

HR 5/20

5

0,002

98,7

196,1

HR 10/40

10

0,002

98,7

392,3

HR 5/40

5

0,002

98,7

392,3

HR 10/60

10

0,002

98,7

588,4

HR 5/60

5

0,002

98,7

588,4

HR 10/100

10

0,002

98,7

980,7

HR 5/100

5

0,002

98,7

980,7

HR 10/150

10

0,002

98,7

1471

HR 5/150

5

0,002

98,7

1471

HR 5/7

5

0,001

29,42

68,65

HR 2,5/7

2,5

0,001

29,42

68,65

 

Wie liest und stellt man den Härtewert dar?

Der Härtewert der Kohlenstoffprüfung setzt sich aus vier Bestandteilen zusammen:

  1. einem numerischen Härtewert;
  2. den zwei Großbuchstaben HR, die für „Härte nach Rockwell“ stehen;
  3. dem Kugeldurchmesser in mm;
  4. der eingesetzten Prüflast in kgf;

Beispiel der Darstellung und Leseweise eines Härtewertes:

33 HR 2,5/7

33           …Härtewert

HR          …nach Rockwell

2,5/7     …mit Kugeldurchmesser 2,5 mm und Hauptlast 7 kgf