Was ist ein Zugversuch?

Der Zugversuch ist ein Standardverfahren in der Werkstoffprüfung, bei dem Werkstoffkennwerte wie Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung und weitere Werte bestimmt werden. Der Versuch zählt zu den zerstörenden und quasistatischen Prüfverfahren.

Beim Zugversuch wird eine genormte Probe bis hin zum Bruch gedehnt. Durch Messung von Zugkraft und der Verlängerung kann hieraus ein Spannungs-Dehnungsdiagramm erzeugt werden. Der Zugversuch ist in der Materialprüfung nach der DIN ISO 6892 genormt. Bei dem Versuch wird aus dem zu prüfenden Werkstoff, abhängig von der Form und der Beschaffenheit, eine Rund- bzw. Flachprobe erstellt. Das Prüfverfahren verändert das ursprüngliche Material, weshalb es sich um eine zerstörende Prüfung handelt.

Die Probe erhält definierte Messmarkierungen durch Einschlagen der Kerben. Jetzt findet der eigentliche Zugversuch in der Zugmaschine statt. Eine Probe wird dafür fest in die Zugmaschine eingespannt. Die Sonden werden an den Markierungen entlang der Probe angebracht. Hierbei wird computergesteuert die Kraft an der Zugmaschine stetig gesteigert und hiermit die Probe gedehnt bzw. an dieser gezogen. Zur gleichen Zeit wertet der Computer in Echtzeit die Messdaten digital aus und zeigt sie an. Nachdem der Zugversuch vollzogen ist, wird der digitale Prüfbericht erstellt.

Werkstoffkennwerte des Zugversuchs

Es werden bei der Zugprüfung verschiedene Werkstoffkennwerte ermittelt. Hierzu gehören das Elastizitätsmodul, die Streckgrenze und die Zugfestigkeit.

Eine Reihe an Werkstoffen verhält sich zu Beginn der Krafteinwirkung linear-elastisch. Dies bedeutet, dass eine Verformung bei Entlastung gänzlich reversibel ist, sobald die Streckgrenze noch nicht erreicht wurde. Das Verformungsverhalten wird mit dem Kennwert des Elastizitätsmoduls beschrieben. Dieser Wertstoffkennwert entspricht der Steigung an der hookeschen Geraden.
Sobald bei der Zugprüfung die Streckgrenze erreicht wird, setzt die irreversible plastische Deformation des Werkstoffs ein, daher ist der Verlauf stark vom eingesetzten Werkstoff und den Materialeigenschaften abhängig. Oftmals lässt sich der Beginn einer plastischen Deformation, die Streckgrenze, nicht ausführlich identifizieren, weil die Kurve nicht erkennbar abknickt. In Praxistests werden in diesem Fall alternativ die Dehngrenzen benutzt, ergänzt um die plastischen Deformationen. Oftmals anzutreffen ist die Angabe “Rp0,2”. Dies bedeutet bezogen auf die Dehngrenze die plastische Deformation von 0,2 Prozent.

Die Zugfestigkeit ist der wichtigste Werkstoffkennwert und gleichzeitig das Maximum der Zugverfestigungskurve. Der Dehnungskennwert dieser Zugfestigkeit ist die Gleichmaßdehnung. An diesem Punkt weisen Proben im Versuch keine makroskopischen Kontraktionen auf. Auch der Querschnitt verjüngt sich nicht. Im Vergleich zu Werkstoffen, welche nicht beim Erreichen der Zugfestigkeit scheitern und in der Folge eine deutlich erkennbare Einschnürung aufweisen.


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