Vorlesung Stoffwandlungssysteme 3. Zugversuch nach DIN EN 10002-1 J. Evers April 2010

Zugversuch - Aufbau Der Zugversuch zählt wie der Druck-, Scher- und Härteversuch zu den statischen Prüfungen, weil die Belastung langsam aufgebracht wird. Der Zugversuch dient zur Bestimmung der mechanischen Kennwert eines Werkstoffes bei Zugbeanspruchung. Er wird mit einer Flachprobe nach DIN50125 Form E E 3x10x30 ausgeführt. Die Länge beträgt 30, die Breite 10 und die Dicke 3 mm. Der Querschnitt somit 30 mm2.

Zugversuch – Versuchsdurchführung Die Zugprobe wird an den Einspannenden in den unteren und oberen Spannkopf der Prüfmaschine eingespannt. Dann wir die Prüfmaschine in Gang gesetzt. Das Joch mit dem oberen Spannkopf fährt langsam nach oben und belastet die Probe mit einer langsamen stetig wachsenden Zugkraft. Unter ihrer Wirkung verlängert dich die Probe. Bis zum Höchstwert der Zugkraft verlängert sich die Probe ohne deutlich sichtbare Querschnittsveränderung. Dann schnürt sich die Zugprobe etwa in der Mitte ein, verlängert sich dort beträchtlich und zerreißt schließlich an dieser Stelle. Während des Einschürens sinkt die Zugkraft immer mehr ab. Beim Zerreißen fällt sie auf null.

Zugversuch – Versuchsauswertung Während des Zugversuchs wird mit einer Messeinrichtung die auf die Probe wirkende Kraft F und die Verlängerung dl fortlaufend gemessen. Aus der Zugkraft F und dem Querschnitt So(30 mm2) ermittelt man die Zugspannung in N/mm2, aus der Längenänderung dl und der Anfangslänge Lo (30 mm) die Dehnung in %.

Diagramm Stahl

Diagramm Aluminium

Zugversuch – Stahl – Aluminium Bei unlegiertem Stahl (S235JR) liegt eine ausge-prägte Streckgrenze vor. Bei ihm steigt die Span-nung im Anfangsbereich proportional an mit der Dehnung. Bei Erreichen einer bestimmten Span-nung, man nennt sie Streckgrenze, verlängert sich die Probe erheblich bei gleicher Zugkraft. Nach dem Streckbereich steigt die Spannung langsam bis zum höchsten Punkt an. Bei Aluminium hat die Spannungs-Dehnungs-Kurve keine ausgeprägte Streckgrenze. Die Kurve steigt vom Beginn als Gerade an, geht dann übergangslos in eine gekrümmte Kurve über und fällt nach Überschreiten eines Höchstwertes wieder bis zum Bruch ab. Die Spannung im höchsten Punkt der Kurve wird auch hier als Zugfestigkeit bezeichnet. Da bei Werk-stoffen mit diesem Spannungs-Dehnungs-Verlauf eine Streckgrenze fehlt, hat man als Wert die 0,2 % Dehngrenze eingeführt. Dies ist die Spannung, bei der die Zugprobe nach Entlastung eine bleibende Dehnung von 0,2 % aufweist. Bestimmt wird diese Grenze mit einer Parallelen zur Geraden am Kurvenanfang durch den Punkt 0,2 %.