Alles ist gut …
wenn Probestab und Kerbschlageprobe zum richtigen Zeitpunkt unter entsprechendem Energieeinsatz reißen.

Mechanische Kennwerte

Alles ist gut…

wenn Probestab und Kerbschlageprobe zum richtigen Zeitpunkt unter entsprechendem Energieeinsatz reißen. Denn Gusseisenwerkstoffe sind immer über ihre mechanischen Kennwerte genormt. Bei relativ sprödem Grauguss ist die Zugfestigkeit (bei definierter Wandstärke) neben dem lamellaren Gefüge sogar die einzige normative Vorgabe. Bei Sphäroguss und ADI als duktilem Gusseisen kommt neben dem globularen Graphit (GGG) unerläßlich die Dehnung dazu; und zusätzlich für einige Sorten die Kerbschlagarbeit.

Die hochtemperaturbeständigen und t.w. chemisch beständigen SiMo- und Ni-Resist-Werkstoffe sind etwas anders zu betrachten. Sie werden in ihrer chemischen Zusammensetzung gezielt für den Anwendungsfall ausgewählt. Zu jeder definierten Legierung nennt die Norm dann mechanische Kennwerte – für die Entscheidung für oder gegen bspw. D2 und D5 ist aber die Temperatur(wechsel)beständigkeit der beiden Werkstoffe ausschlaggebend – nicht Zugfestigkeit, Dehnung oder Kerbvschlagarbeit. Zur Ermittlung der o.g. mechanischen Werkstoffkennwerte gibt es genormte Prüfversuche, deren Wichtigste nachfolgend kurz beschrieben werden.

Drei genormte Prüfverfahren nach DIN EN ISO

Der Zugversuch

DIN EN ISO 6892-1

Der Zugversuch (DIN EN ISO 6892-1) ist das wichtigste mechanische Prüfverfahren. Bei konstanter Temperatur (meist Raumtemperatur) werden Kennwerte unter einachsiger Belastung bestimmt. Dazu wird ein glatter, ungekerbter Probestab in eine Zugprüfmaschine eingespannt und in Richtung der Stabachse mit konstanter geringer Verformungsgeschwindigkeit bis zum Zerreißen gedehnt. Die Zugprüfmaschine erfasst in kontinuierlicher Messung den Zusammenhang zwischen Zugkraft F und Verlängerung ΔL der Probe. Indem die Zugkraft auf den Probenquerschnitt und die Verlängerung auf die Probenlänge bezogen werden, erhält man das Spannungs-Dehnungs-Diagramm für den entsprechenden Werkstoff und damit Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung. Der Zugversuch zählt zu den quasistatischen, zerstörenden Prüfverfahren.

Der Kerbschlagbiegeversuch

DIN EN ISO 148

Obwohl seit der Einführung des Charpy-Versuches 100 Jahre vergangen sind, gehört die Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy nach wie vor zu den verbreitesten Verfahren in der industriellen Prüfpraxis. Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy ist nach DIN EN ISO 148 genormt und dient der Beurteilung des Zähigkeitsverhaltens metallischer Werkstoffe bei schlagartiger Beanspruchung unter Verwendung gekerbter Prüfkörper mit definierten Abmessungen in einem Pendelschlagwerk. Die für die Zerstörung der Prüfkörper  notwendige Brucharbeit wird mit dem Pendelschlagwerk ermittelt. Die Schwerkraft tritt dabei als Antriebskraft auf. Das Messprinzip eines Pendelschlagwerkes beruht auf der Bestimmung der Differenz zwischen Fallwinkel und Steigwinkel, welche durch den Energieverlust des Pendelhammers durch die Brucharbeit am Prüfkörper bestimmt wird.

Härteprüfversuch nach Brinell

DIN EN ISO 6506

Neben dieser beiden Hauptprüfungen kommt  bei einigen Grauguss-Sorten noch eine Festlegung auf bestimmte Härtewerte (in Abhängigkeit der Wandstärke) hinzu, die i.d.R. im Härteprüfversuch nach Brinell gemessen werden, der Härte als den mechanische Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt, definiert (vgl. DIN EN ISO 6506). Beim Prüfversuch nach Brinell wird eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft F in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes gedrückt. Die verwendeten Kugeln haben Durchmesser von 10 mm, 5 mm, 2,5 mm und 1 mm. Gerade bei Gusseisen ist es aufgrund des inhomogenen Gefüges notwendig, möglichst große Kugeldurchmesser zu nutzen.

Gleichgültig, welchen Gusseisenwerkstoff wir für die verschiedensten Branchen in den unterschiedlichsten Produkten ausführen, Prüfversuche und Materialnachweise werden je nach Kundenwunsch werkstoffbezogen (2.I-Zeugnis), fertigungslosbezogen (3.I-Zeugnis) und teilweise sogar in Anwesenheit eines unabhängigen, externen Prüfers (3.II-Zeugnis) durchgeführt und dokumentiert.

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