Rockwell Härteprüfung

Rockwell Entwicklung

Benannt wurde das Härteprüfverfahren nach seinen Entwicklern Stanley P. Rockwell und Hugh M. Rockwell, die ab 1914 als Metallurgen bei der Departure Manufacturing Company auf der Suche nach einem einfachen und schnellen Verfahren für die Härteprüfung von Lagerringen waren.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es zwar verschiedene Methoden, um die Härte eines Werkstoffes zu ermitteln aber diese Verfahren waren entweder sehr zeitintensiv (Brinell-Härteprüfung), kompliziert oder nicht für härtere Materialien geeignet.

Die Entwicklung des ersten Prüfgerätes dauerte beinahe 5 Jahre und wurde im Februar 1919 patentiert. Stanley P. Rockwell wechselte noch im selben Jahr zu einem anderen Arbeitgeber und ließ noch im September 1919 ein zweites, verbessertes Prüfgerät patentieren.

Das wahre Potential des Gerätes wurde von Charles H. Wilson entdeckt. Er entwickelte es weiter und nahm einige wichtige Änderungen vor. Er führte den Diamant-Kegel als einen weiteren Eindringkörper ein und erhöhte die maximale Testbelastung von 100 auf 150 kg.

Außerdem organisierte er die Fertigung und den Vertrieb des Gerätes, was zu einer zügigen Verbreitung der Rockwell Härteprüfung führte.

Prüfkörper

Für die Härteprüfung nach Rockwell wurden viele verschiedene Prüfverfahren entwickelt, welche durch Auswahl des richtigen Eindringkörpers und Krafteinwirkung jeweils auf unterschiedliche Materialien angepasst werden konnten. Für das zu prüfende Material muss vor dem Test der vorgeschriebene Eindringkörper ausgewählt werden. Beim Rockwell-Messverfahren gibt es insgesamt diese drei Körper:

• Kugel mit einem Durchmesser von 1/16 Zoll ( ≈ 1,6 mm)
• Kugel mit 1/8 Zoll Durchmesser ( ≈ 3,2 mm)
• Diamantkegel mit einem Spitzenwinkel von 120° mit einer Kugelkalotte von 0,2 mm

Auch die einzusetzenden Prüfkräfte sind auf das zu testende Material abzustimmen. Um die Härteprüfung zu vereinfachen, wurden mehrere standardisierte Prüfverfahren entwickelt.

Ablauf der Härteprüfung

Wenn alle Vorbereitungen getroffen wurden, kann der eigentliche Test beginnen. Dazu wird die Materialprobe an den Eindringkörper herangeführt, bis die Vorkraft erreicht ist. Da die Messgröße die Eindringtiefe ist, muss die Tiefenmesseinrichtung nach Erreichen der Vorkraft auf 0 gestellt werden.

Danach wird der Eindringkörper mit der entsprechenden Zusatzkraft in das Material gedrückt. Die Dauer der Krafteinwirkung ist davon abhängig, ob das Material zeitabhängig plastisch fließt oder nicht. Die korrekte Belastungsdauer kann ebenfalls in Tabellen abgelesen werden. In den meisten Fällen wird die Prüfkraft für 2 bis 8 Sekunden aufrecht gehalten.

Nach dieser Zeitspanne wird die Zusatzkraft entfernt bis wieder der Wert der Vorkraft erreicht ist. Auf diese Weise können Ungenauigkeiten eliminiert werden, die eventuell auf plastische Verformungen der Apparatur zurückgeführt werden können. Auf der Messuhr kann nun die Härte nach Rockwell abgelesen werden.