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Spannungs-Dehnungskurven, Kennwerte - Werkstoffwissenschaften

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Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

HVAT Metalle<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong><br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

Paul H. Kamm<br />

Tillmann R. Neu<br />

Technische Universität Berlin - Fakultät für Prozesswissenschaften<br />

Institut für <strong>Werkstoffwissenschaften</strong> und -technologien<br />

FG Metallische Werkstoffe<br />

01. Juli 2009<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Inhaltsverzeichnis<br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

1 Allgemeine Fließkurven<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

2 Spezielle Fließkurven<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

3 Quellen<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

[SO05]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Der Zugversuch<br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

[DIN01]<br />

[Got07]<br />

[BNK09]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


<strong>Kennwerte</strong><br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

Elastizitätsmodul E<br />

Steigung der Hooke’schen Geraden, Widerstand gegen aufgebrachte Spannung<br />

ε p0,2<br />

Festgesetzter Wert von 0.002 mm mm −1 mit dem die Dehngrenze bestimmt<br />

wird<br />

Dehngrenze R p0,2<br />

Ersatzwert, falls sich keine ausgeprägte Streckgrenze ausbildet, der mit ε p0,2<br />

und der Hooke’schen Gerade bestimmt wird (für genauere Werte wird auch mal<br />

ε p0,01 mit 0.0001 mm mm −1 genutzt)<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


<strong>Kennwerte</strong><br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

Zugfestigkeit R m<br />

Spannung bei maximaler Kraft, die der Werkstoff aufnehmen kann<br />

Gleichmaßdehnung A g<br />

Resultierende Dehnung, bei der die Probe bis zur Zugfestigkeit belastet und<br />

dann entlastet wurde<br />

Gesamte Dehnung bei Höchstkraft A gt<br />

Gesamte Dehnung, die bei R m auftritt<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


<strong>Kennwerte</strong><br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

Bruchdehnung A<br />

Resultierende Dehnung der Probe nach dem Bruch, bezogen auf die<br />

Anfangsmesslänge<br />

Gesamte Dehnung beim Bruch A t<br />

gesamte Verlängerung zum Bruchzeitpunkt (elastische und plastische)<br />

Brucheinschnürung Z<br />

Ein Wert, der nicht im Diagramm auftritt - Querschnittsveränderung der Probe<br />

nach dem Bruch<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

[BNK09]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Bestimmung des E-Moduls<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

[BNK09]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

Falls die Lüdersdehnung auftreten sollte auch:<br />

Obere Streckgrenze R eH<br />

max. Spannung des Streckgrenzeneffekts<br />

Untere Streckgrenze R eL<br />

Nennspannung bzw. min. Spannung des Streckgrenzeneffekts<br />

Lüdersdehnung A L/ε L<br />

Plastischer Anteil der gesamten Dehnung bis zum Ende des<br />

Streckgrenzeneffekts<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Lüders<br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

<strong>Spannungs</strong>-Dehnungs-Diagramm<br />

Ermittlung der Kurve<br />

<strong>Kennwerte</strong><br />

[Got07]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Fließkurven verschiedener Werkstoffe<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

[RHB06]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Fließkurven verschiedener Metalle<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

[Got07]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Einfluss der Temperatur<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

[RHB06]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Einfluss der Mischkristallkonzentration<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

[RHB06]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Wahre Spannung<br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

σ t = F A 0<br />

σ w = F A<br />

σ w = σ t · (1 + ε)<br />

[Got07]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Druckversuch<br />

Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Werkstoffklassen<br />

Temperatur- / Konzentrationsabhängigkeit<br />

Technische / Wahre Spannung<br />

Druckversuch<br />

[BNK09]<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>


Allgemeine Fließkurven<br />

Spezielle Fließkurven<br />

Quellen<br />

Bergert, Tobias ; Neu, Tillmann ; Kamm, Paul:<br />

HVAT Metalle - Praktikumsprotokoll zum Zug- / Druckversuch.<br />

27. Mai 2009<br />

DIN EN 10002-1.<br />

Perinorm Version 2.1.3.1, DIN Software GmbH, Dezember 2001<br />

Gottstein, Günter:<br />

Physikalische Grundlagen der Materialkunde.<br />

3. Aufl.<br />

Springer Berlin Heidelberg New York, 2007<br />

Rösler, Joachim ; Harders, Harald ; Bäker, Martin:<br />

Mechanisches Verhalten der Werkstoffe.<br />

2. Aufl.<br />

B. G. Teubner, 2006<br />

Schumann, Hermann ; Oettel, Heinrich:<br />

Metallografie.<br />

14. Aufl.<br />

WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005<br />

Paul H. Kamm, Tillmann R. Neu<br />

<strong>Spannungs</strong>-<strong>Dehnungskurven</strong>

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