Werkstoffkunde

1. Folie 1

Vorlesung : Werkstoffkunde
im Bachelorstudiengang
„Maschinenbau“ der Hochschule Ulm
Stephan Schwantes
Institut für Fertigungstechnik und Werkstoffprüfung
WK 2_1
Werkstoffprüfung
Prof. S. Schwantes
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2. Folie 2

Werkstoffkunde
Werkstoffprüfung
Mit der Werkstoffprüfung können die
Eigenschaften bestimmt werden
Man unterscheidet
zerstörende Prüfverfahren
und
zerstörungsfreie Prüfverfahren
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3. Folie 3

Werkstoffkunde
Zugversuch
Der Zugversuch gehört zu den
zerstörenden Prüfverfahren
Eine Probe, die das Material
repräsentiert, wird geprüft und nach der
Prüfung entsorgt
Ein Diagramm oder einzelne Kennwerte
charakterisieren das Material, das die
selben Eigenschaften haben soll
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4. Folie 4

Werkstoffkunde
Zugversuch
Die Probe sollte im gesamten Messbereich die gleichen Spannungen
aufweisen homogener
Spannungszustand
Dazu muss die Probe gerade, prismatisch
und kerbfrei sein und mittig und axial
belastet werden
Die Belastung erfolgt ruckfrei, monoton
und langsam steigend quasistatisch
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5. Folie 5

Werkstoffkunde
Zugversuch
Die Versuchsdurchführung ist genormt,
die Prüfmaschine ist kalibriert, das
Bedienpersonal geschult und zertifiziert
Dann sollten die Ergebnisse weltweit
(fast) identisch sein
Für Deutschland gilt z. Zt. die DIN EN
ISO 6892 für die Durchführung der
Prüfung
Die Probenformen und die Anforderungen
an die Prüfmaschine sind z. T. in anderen
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6. Folie 6

Werkstoffkunde
Zugversuch
Es gibt hydraulische Prüfmaschinen und
elektrisch angetriebene Spindelprüfmaschinen
Es werden immer die Zugkraft F und die
Verlängerung L der Probe simultan
gemessen
Direktes Messdiagramm ist ein Kraft-Verlängerungsdiagramm
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7. Folie 7

Werkstoffkunde
Zugversuch
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8. Folie 8

Werkstoffkunde
Zugversuch
Normalerweise werden technische
Spannungen und Dehnungen benutzt
= F / Anfangsquerschnitt S0
= L / Anfangsmesslänge L0
Damit ist die Umrechnung nur von
Anfangswerten bestimmt, die konstant sind
Man benutzt S0, weil A für die
Bruchdehnung
reserviert
wird
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9. Folie 9

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Zugversuch
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10. Folie 10

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Zugversuch
Rm
Bruch
ReH
ReL
1
2
3
4
Bruchdehnung Ai
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11. Folie 11

Werkstoffkunde
Zugversuch
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12. Folie 12

Werkstoffkunde
Zugversuch
Wenn keine ausgeprägte
Streckgrenze vorhanden
ist, bestimmt man die
Dehngrenze Rpi im
nichtproportionalen
Bereich
Der Index i gibt die plast.
Verformung an, bei der
die gemessene
Spannung als
Dehngrenze bestimmt
wird
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13. Folie 13

Werkstoffkunde
Zugversuch
Die Bruchdehnung wird an der unbelasteten Probe nach dem Versuch bestimmt
Sie hängt stark von der Probengeometrie
ab
Je länger die Probe ist, desto kleiner ist
die Bruchdehnung
Für Standardproben gibt es Indices zur
Kennzeichnung
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14. Folie 14

Werkstoffkunde
Zugversuch
Bruchdehnung A :
A = lB/L0
Ohne Index für den kurzen Proportionalstab mit L0 = 5 · d0
A11,3 für den langen Prop.-Stab mit
L0 = 10 · d0
A50 und A80 bei Blechproben mit L0 von
50
bzw.
80mm und Prof.
derS. Schwantes
Breite L0/4
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15. Folie 15

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Zugversuch
Der Bruchdehnungswert A ist probengeometrieabhängig!!!!
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16. Folie 16

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Zugversuch
Es gibt einen weiteren Verformungskennwert, die Brucheinschnürung
Z = (S0 - Smin) / S0
Dieser Wert ist für alle Rundzugproben
identisch
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17. Folie 17

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Zugversuch
Die technische Spannung und die
Dehnung reicht normalerweise für die
Werkstoffprüfung aus
Sollen aber Kennwerte für die
Umformung wie das Schmieden
bestimmt werden, sind die Fehler zur
physikalischen (wahren) Spannung zu
groß
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18. Folie 18

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Zugversuch
Die wahre Spannung
w = F / Saktuell
Sie wird bei der Einschnürung viel
größer als die techn. Spannung werden
Für große Verformungen wird die
logarithmische Formänderung benutzt
= ln ( L / L0 )
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