D3 Mechanische Tests: Traktion und Härte

Thema

Der Zugversuch an diesem Metall, die erste der beiden in diesem Modell beschriebenen Versuchsmethoden, dehnt eine standardisierte Probe des Metalls mit kontrollierter Geschwindigkeit, während die aufgebrachte Kraft und die resultierende Dehnung kontinuierlich aufgezeichnet werden. Aus dieser Kraft und Dehnung, jeweils relativ zu den ursprünglichen Abmessungen der Probe, bestimmt dieser Versuch die technische Spannung und die technische Dehnung des Metalls zu jedem Zeitpunkt des Versuchs. Eine höhere aufgebrachte Kraft führt bei gleichem ursprünglichen Querschnitt zu einer höheren technischen Spannung zu diesem Zeitpunkt.

Der Härtetest, die zweite in diesem Modell beschriebene Versuchsmethode, drückt hingegen einen standardisierten Eindringkörper mit bekannter Last gegen die Oberfläche des Metalls und misst den vom Eindringkörper hinterlassenen Eindruck. Abhängig von der Geometrie des Eindringkörpers und der verwendeten Skala bestimmt dieser Test die Brinell- oder Vickershärte des Metalls. Ein kleinerer Eindruck bei gleicher aufgebrachter Last führt zu einem höheren Härtewert sowohl nach der Brinell- als auch nach der Vickers-Skala; ein größerer Eindruck führt zu einem niedrigeren Härtewert. Dieselbe Härte, gemessen mit einer der beiden Skalen, korreliert gemäß der Tabor-Gleichung mit der Festigkeit des Metalls: Der im Härtetest gemessene Eindringwiderstand im kleinen, unter dem Eindringkörper verformten Metallvolumen entspricht annähernd der Festigkeit, die im Zugversuch über den gesamten Probenquerschnitt ermittelt wird. Eine höhere gemessene Härte des Metalls bedeutet gemäß der Tabor-Gleichung eine höhere geschätzte Festigkeit.

Dieselbe Härte, gemessen mit einer der beiden Skalen, korreliert mit der daraus geschätzten Festigkeit. Daher liefert dieses Modell, zusammen mit den Zug- und Härteprüfungen, mit denen es initialisiert wurde, die Eingangsdaten für zwei weitere Modelle dieses Satzes: das Modell, das die Festigkeit des Metalls anhand der im Zugversuch direkt gemessenen technischen Spannung beschreibt, oder die Härte, die diese Festigkeit mithilfe der Tabor-Gleichung schätzt, wenn keine Zugprobe verfügbar ist; und das Modell, das die Verfestigung des Metalls anhand der Entwicklung der technischen Spannung im Zugversuch bei weiter steigender Dehnung über die Streckgrenze hinaus beschreibt.

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