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Kristina Trenz

Zugprüfung an Metallen und Kunststoffen

Eine Zugprüfung, die auch als Zugversuch oder Zugfestigkeitsprüfung bekannt ist, ist ein experimentelles Verfahren, das verwendet wird, um die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs oder einer Struktur unter Zugbelastung zu ermitteln. Diese Prüfung wird in vielen Industriezweigen sowie bei der Werkstoffentwicklung eingesetzt, um wichtige Informationen über die Festigkeit und Dehnbarkeit eines Materials zu erhalten.

Ziel einer Zugprüfung

Das Hauptziel einer Zugprüfung ist es, die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, die Bruchdehnung und weitere wichtige mechanische Eigenschaften eines Materials zu bestimmen. Diese Informationen sind entscheidend, um die richtige Materialauswahl zu treffen, die Qualitätskontrolle sicherzustellen und Bauteile optimal zu gestalten

Durchführung der Zugprüfung

  1. Probenvorbereitung: Eine Probe des zu testenden Materials wird in eine spezielle Form gebracht, die typischerweise die Form eines zylindrischen Stabs oder einer Zugstange hat. Die Proben werden sorgfältig vorbereitet, um sicherzustellen, dass sie frei von Oberflächenfehlern oder Verunreinigungen sind.

  2. Befestigung der Probe: Die vorbereitete Probe wird in eine Zugprüfmaschine eingespannt, die in der Lage ist, eine kontrollierte Zugkraft auf die Probe auszuüben. Die Probe wird normalerweise an beiden Enden befestigt.

  3. Anwendung der Zugkraft: Die Zugprüfmaschine erhöht die Zugkraft allmählich, während gleichzeitig die Belastung (Kraft) und die Dehnung (Längenänderung) der Probe gemessen werden. Die Zugprüfung erfolgt normalerweise bis zum Bruchpunkt der Probe oder bis ein vordefinierter Belastungswert erreicht ist.

  4. Aufzeichnung der Ergebnisse: Während des Tests werden die Belastung und die Dehnung kontinuierlich erfasst und aufgezeichnet. Dies ermöglicht die Erstellung eines Zug-Dehnungs-Diagramms, das die Festigkeitseigenschaften der Probe zeigt.

  5. Auswertung der Ergebnisse: Die erhaltenen Daten werden analysiert, um die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, die Bruchdehnung und andere mechanische Eigenschaften des Materials zu bewerten.

Wichtige Parameter bei Zugprüfungen

Beginn der Einschnürung Bruch ReH ReL A Ag Rm E
Einschnürungsbeginn
X
Während des Zugversuchs dehnt sich die Probe aus, und in vielen Fällen verengt sie sich kurz vor dem Bruch. Diese Verengung wird als Einschnürung bezeichnet und ist ein Indikator für die duktile Verformung des Materials. Duktilität ist die Fähigkeit eines Materials, sich unter Belastung plastisch zu verformen, ohne zu versagen. Die Einschnürung ist ein wichtiges Merkmal, das während der Zugprüfung beobachtet und gemessen wird. Sie wird oft in Prozent des ursprünglichen Querschnitts angegeben und gibt Aufschluss über die Fähigkeit des Materials, sich plastisch zu verformen, bevor es bricht. Materialien mit einer höheren Einschnürungstendenz sind im Allgemeinen duktiler und können größere Verformungen aufnehmen, bevor sie versagen.
Bruch mein Zugversuch
X
Der Bruch beim Zugversuch ist ein entscheidendes Ereignis, das während der mechanischen Prüfung von Materialien auftritt. Während dieses Versuchs wird eine Probekörper unter zunehmender axialer Belastung bis zum Bruch gezogen. Es gibt verschiedene Arten von Bruchbildern, die beim Zugversuch beobachtet werden können, und sie liefern wichtige Informationen über die mechanischen Eigenschaften und das Versagensverhalten des getesteten Materials.
obere Streckgrenze
X
Die obere Streckgrenze ist ein wichtiger Indikator für die Fähigkeit eines Materials, elastisch zu verformen, bevor es plastisch wird. Sie markiert den Übergangspunkt zwischen dem elastischen Bereich, in dem das Material nach der Entlastung wieder seine ursprüngliche Form annimmt, und dem plastischen Bereich, in dem bleibende Verformungen auftreten. In Zugversuchen wird die obere Streckgrenze oft durch das Einhalten eines bestimmten Dehnungskriteriums definiert, beispielsweise eine Dehnung von 0,2%. Die obere Streckgrenze ReHReH​ wird dann als die Spannung bei dieser definierten Dehnung gemessen.
obere Streckgrenze
X
Im Gegensatz zur oberen Streckgrenze, die üblicherweise durch eine Dehnung von 0,2% definiert wird, wird die untere Streckgrenze bei einer größeren plastischen Verformung gemessen, typischerweise bei einer Dehnung von 0,5% oder mehr. Die untere Streckgrenze gibt an, wie viel Dehnung das Material aufnehmen kann, bevor bleibende Verformungen auftreten. In Zugversuchen wird die obere Streckgrenze oft durch das Einhalten eines bestimmten Dehnungskriteriums definiert, beispielsweise eine Dehnung von 0,2%. Die obere Streckgrenze ReHReH​ wird dann als die Spannung bei dieser definierten Dehnung gemessen.
Bruchdehnung
X
Die Bruchdehnung A ist eine wichtige mechanische Eigenschaft von Materialien, insbesondere von Metallen und Legierungen. Sie gibt an, wie viel eine Probe durch die Zugbelastung verlängert wurde. Sie wird in der Regel nach dem Versuch ausgemessen.
Gleichmaßdehnung
X
Diese Kennzahl gibt an, um wie viel Prozent die Probe eine gleichmäßige Dehnung erfährt, bevor sie zu fließen beginnt.
Zugfestigkeit Rm
X
Die Zugfestigkeit, symbolisiert als Rm​, ist eine wichtige mechanische Eigenschaft von Materialien, insbesondere von Metallen und Legierungen. Die Zugfestigkeit ist die maximale Belastung, die eine Probe unter axialer Zugbelastung aushalten kann, bevor sie versagt. Mathematisch wird die Zugfestigkeit als das Verhältnis der maximalen Zugkraft zur ursprünglichen Querschnittsfläche der Probe definiert.
Elastizitätsmodul
X
Der Elastizitätsmodul wird definiert als das Verhältnis von Spannung zur entsprechenden Dehnung innerhalb des elastischen Bereichs des Materials. Der Elastizitätsmodul gibt an, wie stark ein Material auf eine äußere Zugbelastung reagiert, indem es sich verformt, während es immer noch im elastischen Bereich liegt. Materialien mit einem höheren Elastizitätsmodul sind steifer und erfordern eine größere äußere Kraft, um eine bestimmte Dehnung zu erreichen, während Materialien mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul flexibler sind und sich leichter verformen. Der Elastizitätsmodul ist eine wichtige Größe in der Werkstofftechnik und spielt eine Schlüsselrolle in vielen Anwendungen, darunter Strukturdesign, Baustatik, Maschinenbau und Materialauswahl. Er ist oft ein entscheidender Faktor bei der Auswahl von Materialien für bestimmte Anwendungen, bei denen Steifigkeit und Dehnbarkeit eine Rolle spielen.

Unsere Leistungen: Zugprüfung nach internationalen Normen

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