Umrechnung der Vickers- in die Brinell-Härte: Ein praktischer Leitfaden

Einführung in die Vickers- und Brinell-Härteskalen

Zur Beurteilung der Haltbarkeit und Festigkeit von Materialien sind Härteprüfungen unerlässlich. Zwei der am weitesten verbreiteten Methoden zur Härtebestimmung sind die Härteprüfungen nach Vickers und Brinell. Beide Skalen messen den Widerstand eines Materials gegen Einkerbungen, die Techniken und Einheiten unterscheiden sich jedoch. In vielen Fällen ist es zu Vergleichszwecken sinnvoll, den Wert der Vickers-Härte (HV) in die Brinell-Härte (HB) umzurechnen. Dieser Artikel führt Sie durch den Prozess der Umrechnung der Vickers- in die Brinell-Härte und durch die bei der Umrechnung beteiligten Faktoren.

Die Vickers-Härte (HV) verstehen

Der Vickers-Härtetest misst die Härte eines Materials, indem eine bekannte Kraft auf einen Diamantpyramiden-Eindringkörper ausgeübt und die Größe der im Material hinterlassenen Vertiefung aufgezeichnet wird. Die Vickers-Skala wird aufgrund ihrer Vielseitigkeit häufig verwendet und liefert konsistente Ergebnisse für eine Reihe von Materialien, von weichen Metallen bis hin zu Keramik.

Die Formel zur Berechnung der Vickershärte lautet:

• HV = 1,854 × (F/d²)
• Dabei ist F die ausgeübte Kraft in Kilogramm (kg) und d die durchschnittliche diagonale Länge der Vertiefung in Millimetern (mm).

Die Brinellhärte (HB) verstehen

Bei der Brinell-Härteprüfung wird ein viel größerer Eindringkörper, typischerweise eine Stahl- oder Hartmetallkugel, verwendet, um unter einer bekannten Kraft einen Eindruck in das Material zu erzeugen. Anschließend wird der Durchmesser des Eindrucks gemessen und der Härtewert berechnet. Die Brinell-Skala wird häufig zum Testen von Materialien mit grober oder heterogener Struktur wie Guss- und Schmiedeteile verwendet.

Die Brinell-Härteformel lautet wie folgt:

• HB = (2F) / (πD(D - √(D² - d²)))
• Dabei ist: F die ausgeübte Kraft in Kilogramm (kg), D der Kugeldurchmesser in Millimetern (mm) und d der Durchmesser der Vertiefung in Millimetern (mm).

Umrechnungsformel für die Härte von Vickers in Brinell

Obwohl Vickers- und Brinell-Härtetests unterschiedlich sind, kann die Umrechnung der Vickers-Härte (HV) in die Brinell-Härte (HB) mithilfe einer Näherungsformel erfolgen. Diese Umrechnung ist hilfreich, wenn unterschiedliche Härteskalen verwendet werden, aber ein direkter Vergleich erforderlich ist.

Die ungefähre Umrechnungsformel von Vickers- in Brinell-Härte lautet:

• HB ≈ 0,95 × HV

Diese Formel liefert einen geschätzten Brinell-Härtewert aus einem Vickers-Härtewert. Beachten Sie jedoch, dass die Beziehung zwischen den beiden Skalen möglicherweise nicht immer für alle Materialien linear ist, sodass diese Näherung am besten für allgemeine Fälle verwendet wird.

Faktoren, die die Konvertierung beeinflussen

Mehrere Faktoren beeinflussen die Genauigkeit der Umrechnung von Vickers in Brinell. Dazu gehören die Materialart, die Prüfmethode und die spezifischen Bedingungen, unter denen die Härteprüfungen durchgeführt werden. Es ist wichtig, die folgenden Punkte zu berücksichtigen:

• Materialeigenschaften: Unterschiedliche Materialien weisen ein unterschiedliches Einrückungsverhalten auf, was sich auf die Konvertierungsgenauigkeit auswirkt.
• Testbedingungen: Die angewandte Kraft und die Größe des Eindringkörpers in beiden Tests können die Ergebnisse beeinflussen, insbesondere bei weicheren Materialien oder solchen mit ungleichmäßiger Kornstruktur.
• Materialhomogenität: Die Brinell-Skala eignet sich besser für die Prüfung von Materialien mit heterogenen Strukturen, während der Vickers-Test präzisere Ergebnisse für Materialien mit einheitlichen Eigenschaften liefert.

Praktische Anwendungen der Konvertierung

Die Umrechnung von Vickers- in Brinell-Härtewerte erfolgt häufig in Branchen, in denen beide Tests verwendet werden können, beispielsweise in der Materialwissenschaft, Metallurgie und Qualitätskontrolle in der Fertigung. Zu den häufigsten Anwendungen der Konvertierung gehören:

• Materialprüfung: Beim Vergleich der Härte von Materialien, die mit unterschiedlichen Methoden getestet wurden.
• Qualitätskontrolle: Sicherstellung einer gleichbleibenden Produkthärte über Chargen hinweg mithilfe verschiedener Härtetests.
• Produktspezifikationen: Wenn Hersteller Härtewerte angeben, müssen sie je nach verwendeter Ausrüstung möglicherweise zwischen verschiedenen Härteskalen umrechnen.