Ablauf des Brinell-Prüfverfahrens - Theorie der Härteprüfung

Einordnung des Brinell-Verfahrens

Das Brinell-Verfahren ist ein statisches Härteprüfverfahren, das sich wie folgt charakterisieren lässt:

Es gehört zu den genormten Verfahren (ISO 6506, ASTM E10).
Das Brinell-Verfahren hat einen Prüflastbereich von 1 bis 3000 kgf, das heißt mit diesem Verfahren lässt sich im Kleinlast- und vor allem im Makrobereich (konventionellen Bereich) Härte prüfen.
Es handelt sich um ein optisches Verfahren. Das heißt, zur Ermittlung des Härtewertes eines Prüfstückes wird die Eindrucksgröße gemessen, die der Eindringkörper hinterlässt.
Form und Material des Eindringkörpers: Der Eindringkörper ist eine Hartmetallkugel aus Wolframkarbid, die je nach Brinell-Methode einen Durchmesser von 1, 2.5, 5 oder 10 mm besitzt.

Ablauf des Brinell-Härteprüfverfahrens

Bei der Härteprüfung nach Brinell, einem optischen Verfahren, wird die Eindrucksgröße gemessen, die der Eindringkörper hinterlässt. Im Vergleich zum ebenfalls optischen Vickers-Verfahren, bei dem ein pyramidenförmiger Eindringkörper in eine Probe eingedrückt wird, wird beim Brinell-Verfahren ein kugelförmiger Eindringkörper verwendet.

Je größer der Eindruck, den der Brinell-Eindringkörper mit einem definierten Kugeldurchmesser und unter einer definierten Prüfkraft auf der Oberfläche eines Werkstückes (einer Probe) hinterlässt, desto weicher ist das getestete Material.

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Probenanforderungen beim Brinell-Verfahren

Brinell Methoden und Anwendungen

Wie liest und stellt man einen Brinell-Härtewert dar?

Vor- und Nachteile des Brinell-Verfahrens

Die Härteprüfung nach Brinell bietet folgende Vorteile:

Mit Brinell lassen sich auch inhomogene Materialien (z. B. Gussteile) prüfen, da die große Kugel viele Kristalle (unterschiedliche Gefügebestandteile des Materials) trifft und einen mechanischen Mittelwert bildet.
Eine Vielzahl an Prüfkräften und Kugeldurchmessern für die unterschiedlichsten Anwendungen steht zur Auswahl.
Vergleichsweise große Prüfeindrücke, die einfacher zu vermessen sind als die eher kleinen Vickers-Eindrücke.
Probenoberfläche kann rau sein.

Die Härteprüfung nach Brinell besitzt folgende Nachteile:

Eine gute Oberflächenbeschaffenheit der Probe ist erforderlich, da der Eindruck optisch vermessen wird. Das bedeutet, die Prüfstelle muss präpariert sein.
Hohes Risiko der Deformation des zu prüfenden Materials bei Prüfungen im Makrobereich mit hoher Prüflast (z. B. HBW 10/3.000) und damit Gefahr von Messfehlern aufgrund von Wallbildung. Deshalb ist eine gute Ausleuchtung des Prüfeindrucks wichtig, um den Prüfeindruck korrekt auswerten zu können (z. B. mithilfe eines Ringlichts).
Begrenzung der Anwendung des Verfahrens bei sehr harten Materialien und gleichzeitig dünnen Proben (siehe Mindestprobendicke bei Brinell).
Das Verfahren ist langsam (im Vergleich zum Rockwell-Verfahren). Der Prüfablauf dauert zwischen 30 und 60 Sekunden, wobei die Probenpräparationszeit nicht mit eingerechnet ist.