Zugversuch

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Einer der wichtigsten Versuche zur Ermittlung von Festigkeitswerten metallischer Werkstoffe ist der Zugversuch. Er wird unter den in DIN EN 10002 festgelegten Bedingungen mit einer zylindrischen Werkstoffprobe durchgeführt.
Abhängig von der Art des Werkstoffs ergeben sich unterschiedliche Fließkurven in einem Spannung-Dehnungs-Diagramm.

Unterschiedliche Spannung-Dehnungs-Diagramme

- niederfester Stahl (zäh):

Zugversuch 1

(Spannung σ in N/mm²; Dehnung ε in %)

Bei zähen Werkstoffen mit ausgeprägter Streckgrenze erhält man den charakteristischen Verlauf einer Fließkurve. Hier lassen sich die Streckgrenze R_e und die Zugfestigkeit R_m ablesen.

- hochfester Stahl (zäh):

Zugversuch 2

Bei hochfesten Werkstoffen ist keine ausgeprägte Streckgrenze zu erkennen. Hier kann eine Ersatzstreckgrenze R_p0,2 bei 0,2%-Dehnung und die Zugfestigkeit R_m ermittelt werden.

- spröder Werkstoff:

Zugversuch 3

Ein spröder Werkstoff bricht ohne plastische Verformung. Hier wird nur die Zugfestigkeit R_m abgelesen.

Eine weitere wichtige Werkstoffkenngröße ist das Elastizitätsmodul (E-Modul). Es lässt sich anhand der sogenannten Hookschen Gerade (Gerade zu Beginn der Fließkurve) wie folgt ermitteln:

E = σ/ε
(Einheit: N/mm²)

Darüber hinaus sind die Bruchdehnung und die Brucheinschnürung von Bedeutung.

- Bruchdehnung: A = (L_u - L₀)/L₀ · 100%
L₀ ... Meßlänge vor dem Versuch
L_u ... Meßlänge nach dem Bruch

- Brucheinschnürung: Z = (S₀ - S_u)/S₀ · 100%
S₀ ... Querschnitt vor dem Versuch
S_u ... Querschnitt nach dem Bruch