3 Fragen zu Werkstoffprüfung

Die Fließgrenze im Zugversuch ist der Punkt, an dem ein Material unter Belastung zu plastisch verformen beginnt. Das bedeutet, dass das Material nach Überschreiten dieser Grenze nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn die Belastung entfernt wird. Die Fließgrenze wird in der Regel als die Spannung definiert, bei der eine bestimmte bleibende Dehnung (oft 0,2 %) auftritt. Sie ist ein wichtiger Parameter in der Materialwissenschaft und im Ingenieurwesen, da sie Auskunft über die Belastbarkeit und das Verformungsverhalten eines Materials gibt.

Der Kerbschlagbiegeversuch, auch Charpy-V-Kerbschlagbiegeversuch genannt, ist ein standardisiertes Verfahren zur Bestimmung der Zähigkeit eines Werkstoffs bei schlagartiger Beanspruchung. Hier ist der typische Ablauf des Versuchs: 1. **Probenvorbereitung**: Eine genormte Probe (meist 10 mm x 10 mm x 55 mm) wird aus dem zu prüfenden Material hergestellt. In die Mitte der Probe wird ein V-förmiger Kerb mit einer Tiefe von 2 mm und einem Winkel von 45° eingebracht. 2. **Einspannen der Probe**: Die Probe wird horizontal in die Halterung des Prüfgeräts eingespannt, wobei der Kerb auf der dem Schlag zugewandten Seite liegt. 3. **Auslösen des Pendels**: Ein schweres Pendel wird aus einer definierten Höhe losgelassen. Es schwingt nach unten und trifft mit einer bestimmten Energie auf die Probe. 4. **Durchschlagen der Probe**: Das Pendel durchschlägt die Probe, wobei die Energie, die zum Brechen der Probe benötigt wird, gemessen wird. Diese Energie wird als Kerbschlagarbeit bezeichnet und in Joule (J) angegeben. 5. **Auswertung**: Die gemessene Kerbschlagarbeit wird verwendet, um die Zähigkeit des Materials zu bewerten. Materialien mit hoher Zähigkeit absorbieren mehr Energie und zeigen eine größere Verformung, während spröde Materialien weniger Energie absorbieren und leichter brechen. Der Kerbschlagbiegeversuch ist besonders nützlich, um das Verhalten von Materialien bei niedrigen Temperaturen oder unter schlagartiger Belastung zu untersuchen.

Der Kerbschlagbiegeversuch liefert hauptsächlich zwei Größen: 1. **Kerbschlagarbeit (auch Kerbschlagzähigkeit genannt)**: Diese gibt die Energie an, die benötigt wird, um eine Probe mit einem definierten Kerb zu brechen. Sie wird in Joule (J) gemessen und gibt Aufschluss über die Zähigkeit des Materials. 2. **Bruchart**: Der Versuch kann auch Informationen über die Art des Bruchs liefern, z.B. ob es sich um einen spröden oder duktilen Bruch handelt. Dies wird oft durch die visuelle Inspektion der Bruchfläche bestimmt. Diese Größen helfen dabei, die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen schlagartige Belastungen zu bewerten.