5 Fragen zu Kerbschlagbiegeversuch

Ein Kerbschlagbiegeversuch wird durchgeführt, um die Zähigkeit eines Materials zu bestimmen, insbesondere seine Fähigkeit, Energie zu absorbieren, bevor es bricht. Dieser Test ist besonders nützlich, um das Verhalten von Materialien bei plötzlicher Belastung oder bei tiefen Temperaturen zu bewerten. Er hilft dabei, die Kerbschlagzähigkeit zu ermitteln, die ein Maß für die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen sprödes Versagen ist.

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.

Für den Kerbschlagbiegeversuch sind mehrere Normen relevant, die sicherstellen, dass der Test standardisiert und vergleichbar durchgeführt wird. Zu den wichtigsten Normen gehören: 1. **DIN EN ISO 148-1**: Diese Norm beschreibt die Durchführung des Kerbschlagbiegeversuchs an metallischen Werkstoffen. Sie legt die Anforderungen an die Probenvorbereitung, die Prüfbedingungen und die Auswertung der Ergebnisse fest. 2. **ASTM E23**: Diese Norm wird häufig in den USA verwendet und beschreibt ebenfalls die Durchführung des Kerbschlagbiegeversuchs, einschließlich der Anforderungen an die Proben und die Prüfmaschine. 3. **DIN 50115**: Diese deutsche Norm spezifiziert die Durchführung des Kerbschlagbiegeversuchs an metallischen Werkstoffen und ist eine der älteren Normen, die in Deutschland verwendet wird. Diese Normen stellen sicher, dass der Kerbschlagbiegeversuch unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt wird, um zuverlässige und vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.

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, auch als Charpy-Schlagbiegeversuch bekannt, wurde 1905 von dem französischen Ingenieur Georges Charpy entwickelt. Dieser Test dient zur Bestimmung der Zähigkeit eines Materials, insbesondere seiner Fähigkeit, Energie bei einem plötzlichen Schlag zu absorbieren. **1905-1940er Jahre:** - Georges Charpy entwickelte den Test, um die Bruchzähigkeit von Metallen zu bewerten. - Der Test wurde schnell in der Metallurgie und Materialwissenschaft populär, insbesondere in der Stahlindustrie. - In den 1920er und 1930er Jahren wurde der Test standardisiert und in verschiedenen Ländern eingeführt. **1950er-1970er Jahre:** - Der Test wurde weiter verfeinert und standardisiert, um konsistente und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten. - In den 1960er Jahren wurde der Test in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Automobilindustrie weit verbreitet. - Die Entwicklung neuer Materialien und Legierungen führte zu einer verstärkten Nutzung des Tests. **1980er-2000er Jahre:** - Mit der Einführung von Computern und fortschrittlicher Messtechnik wurden die Auswertungsmethoden des Tests verbessert. - Der Test wurde in vielen internationalen Normen und Standards, wie ASTM und ISO, aufgenommen. - Es wurden alternative Methoden und Modifikationen des Tests entwickelt, um spezifische Anforderungen verschiedener Industrien zu erfüllen. **2010er Jahre bis heute:** - Der Kerbschlagbiegeversuch bleibt ein wichtiger Test in der Materialwissenschaft und -technik. - Moderne Technologien ermöglichen präzisere Messungen und Analysen der Bruchflächen. - Der Test wird weiterhin in der Forschung und Entwicklung neuer Materialien sowie in der Qualitätskontrolle eingesetzt. Der Kerbschlagbiegeversuch hat sich über die Jahre als unverzichtbares Werkzeug zur Bewertung der Zähigkeit und Bruchfestigkeit von Materialien etabliert und bleibt ein Standardverfahren in vielen Industrien.