Mechanische kenmerken
Alles is in orde…
als de proefstaaf en de kerfslagproef op het juiste moment onder de juiste energie-inzet breken. Gietijzer materialen zijn namelijk altijd genormeerd op basis van hun mechanische kenmerken. Bij relatief broos grijs gietijzer is de treksterkte (bij een bepaalde wanddikte) naast de lamellaire structuur zelfs de enige normatieve eis. Bij nodulair gietijzer en ADI als ductiel gietijzer is naast het globulaire grafiet (GGG) ook de rek onmisbaar; en voor sommige soorten ook de kerfslagwerk.
De hittebestendige en deels chemisch bestendige SiMo- en Ni-Resist-materialen moeten iets anders worden bekeken. Ze worden in hun chemische samenstelling specifiek voor de toepassing geselecteerd. Voor elke gedefinieerde legering vermeldt de norm dan mechanische kenmerken – voor de keuze voor of tegen bijvoorbeeld D2 en D5 is echter de temperatuur(wissel)bestendigheid van beide materialen doorslaggevend – niet de treksterkte, rek of kerfslagwerk. Voor het bepalen van de bovengenoemde mechanische materiaaleigenschappen bestaan er genormeerde tests, waarvan de belangrijkste hieronder kort worden beschreven.
Drie genormeerde testprocedures volgens DIN EN ISO
De trektest
DIN EN ISO 6892-1
De trektest (DIN EN ISO 6892-1) is de belangrijkste mechanische testmethode. Bij een constante temperatuur (meestal kamertemperatuur) worden de kenmerken onder eenassige belasting bepaald. Hiervoor wordt een gladde, ongekerfde proefstaaf in een trektestmachine geklemd en in de richting van de staafas met een constante lage vervormingssnelheid tot breuk uitgerekt. De trekbank registreert continu de relatie tussen de trekkracht F en de verlenging ΔL van het proefstuk. Door de trekkracht te relateren aan de dwarsdoorsnede van het proefstuk en de verlenging aan de lengte van het proefstuk ( ), verkrijgt men het spanning-rekdiagram voor het betreffende materiaal en daarmee de rekgrens, treksterkte en breukrek. De trektest behoort tot de quasi-statische, destructieve testmethoden.
De kerfslagbuigtest
DIN EN ISO 148
Hoewel er sinds de introductie van de Charpy-test al 100 jaar zijn verstreken, behoort het bepalen van de kerfslagvastheid volgens Charpy nog steeds tot de meest gebruikte methoden in de industriële testpraktijk. De kerfslagproef volgens Charpy is genormeerd volgens DIN EN ISO 148 en dient voor de beoordeling van het taaiheidsgedrag van metalen materialen bij stootbelasting met behulp van gekerfde proefstukken met gedefinieerde afmetingen in een slingerhamer. Het breukwerk dat nodig is voor de vernietiging van de proefstukken wordt bepaald met de slingerhamer. De zwaartekracht fungeert hierbij als aandrijfkracht. Het meetprincipe van een slingerhamer is gebaseerd op de bepaling van het verschil tussen de valhoek en de stijgingshoek, dat wordt bepaald door het energieverlies van de slingerhamer door het breukwerk op het proefstuk.
Hardheidstest volgens Brinell
DIN EN ISO 6506
Naast deze twee hoofdproeven wordt voor sommige soorten gietijzer nog een bepaling van bepaalde hardheidswaarden (afhankelijk van de wanddikte) toegevoegd, die doorgaans worden gemeten in de hardheidsproef volgens Brinell, waarbij hardheid wordt gedefinieerd als de mechanische weerstand die een lichaam biedt tegen het binnendringen van een ander lichaam (zie DIN EN ISO 6506). Bij de Brinell-test wordt een hardmetalen kogel met een vastgestelde testkracht F in het oppervlak van het te testen werkstuk gedrukt. De gebruikte kogels hebben een diameter van 10 mm, 5 mm, 2,5 mm en 1 mm. Juist bij gietijzer is het vanwege de inhomogene structuur noodzakelijk om kogels met een zo groot mogelijke diameter te gebruiken.
Ongeacht welk gietijzer we voor de meest uiteenlopende branches in de meest uiteenlopende producten verwerken, worden tests en materiaalcertificaten afhankelijk van de wensen van de klant uitgevoerd en gedocumenteerd op basis van het materiaal (2.I-certificaat), op basis van de productielot (3.I-certificaat) en soms zelfs in aanwezigheid van een onafhankelijke, externe keurmeester (3.II-certificaat).