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Dieser Artikel behandelt die “ Zugversuch“ als zerstörende Prüfung zur Ermittlung einiger mechanischer Eigenschaften und des Verhaltens des untersuchten Materials.
Zugversuch (Einführung)
Die Zugprüfung, auch Zugversuch oder Ultimate Tensile Strength (UTS) genannt, ist eine Art zerstörender Test in der Materialwissenschaft, bei dem eine Probe vorbereitet und eine Zugkraft bis zum Versagen ausgeübt wird.
Der Zugversuch wird in verschiedenen Industriezweigen im Herstellungsprozess auf der Grundlage der in den entsprechenden Codes und Normen festgelegten Tests in der Anfangsphase der Produktion angewendet, um das zu verwendende Material zu kontrollieren. Ein unabhängiger Vertreter der Prüfstelle überwacht die Probenahme und den Prüfablauf und berichtet dem Kunden, um sicherzustellen, dass der Inspektion und die Prüfergebnisse auf dem standardisierten und genehmigten Verfahren beruhen oder nicht.
1- Wann wird der Zugversuch durchgeführt?
Im Allgemeinen wird dieser Test an der Materialprobe durchgeführt, um die Spannung zu messen, bevor der Testcoupon gebrochen wird. Aus dieser Prüfung können einige mechanische Eigenschaften ermittelt werden, wie z. B. die Zugfestigkeit, die Bruchfestigkeit, die maximale Dehnung und die Verringerung der Fläche. Darüber hinaus können einige zusätzliche Eigenschaften, durch die im ersten Schritt erzielten Parameter bestimmt werden, z. B. Streckgrenze, Elastizitätsmodul, Poissonzahl und Kaltverfestigungseigenschaften.
2- Verfahren
2-1- Vorbereitung der Zugprobe:
Die Probenvorbereitung kann je nach Zweck der Prüfung und der Bezugsnorm unterschiedlich sein. Das Prüfstück hat zwei Schultern und ein Messgerät dazwischen. Die Schultern sind so beschaffen, dass sie in die Prüfmaschine eingespannt werden können.
Der technische Prüfer kontrolliert die Probenabmessungen wie Länge des Messinstruments, Durchmesser/Breite, Rundungsradius, Gesamtlänge, Länge des Gitterabschnitts usw. sowie die Präparationsmethode auf der Grundlage der Bezugsnorm.
2-2- Aufbringen der Zugkraft:
Die Probe wird mit dem oberen und unteren Greifer der Prüfmaschine gehalten. Dann wird die Zugkraft aufgebracht und der Kraftbetrag und die Verschiebung werden während der Prüfung kontinuierlich gemessen. Die Kraft wird langsam erhöht, bis die Probe versagt und bricht.
2-3- Zugversuch (Berechnung und Auswertung der Ergebnisse):
Die endgültige Länge der gebrochenen Probe wird gemessen und mit der ursprünglichen Länge verglichen. Außerdem wird der ursprünglich gemessene Querschnitt mit dem endgültigen Querschnitt verglichen, um eine Reduzierung der Fläche zu erhalten.
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve wird durch die von der Prüfmaschine aufgebrachte Zugkraft ermittelt und die Verschiebung wird kontinuierlich aufgezeichnet. Die berechneten mechanischen Parameter sind in diesem Diagramm sichtbar.
3- Normen für die Zugprüfung:
Einige gängige Normen sind nachstehend aufgeführt:
3-1- Metalle
- ASTM E8/E8M-13: „Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials“.
- ASTM E21: Standard Test Methods for Elevated Temperature Tension Tests of Metallic Materials (Standardprüfverfahren für Zugprüfungen bei erhöhter Temperatur an metallischen Werkstoffen)
- ISO 6892-1: „Metallische Werkstoffe. Zugprüfung. Verfahren zur Prüfung bei Raumtemperatur“
- ISO 6892-2: „Metallische Werkstoffe. Zugversuch. Verfahren zur Prüfung bei erhöhter Temperatur“
- JIS Z2241: „Methode der Zugprüfung für metallische Werkstoffe
- MPIF-Prüfnorm 10: „Verfahren zur Bestimmung der Zugeigenschaften von pulvermetallurgischen Werkstoffen“ Standardprüfverfahren für die Zugprüfung von metallischen Werkstoffen“.
3-2- Verbundwerkstoffe
• ASTM D 3039/D 3039M: „Standardprüfverfahren für die Zugfestigkeit von Polymermatrix-Verbundwerkstoffen“.
3-3- Flexible Werkstoffe
• ASTM D638 Standardtestmethode für die Zugfestigkeit von Kunststoffen
• ASTM D828 Standardtestmethode für die Zugfestigkeit von Papier und Pappe unter Verwendung eines Geräts mit konstanter Dehnungsrate
• ASTM D882 Standardprüfverfahren für die Zugfestigkeit von dünnen Kunststofffolien
• ISO 37 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Zugspannungs-Dehnungseigenschaften
