Laborbericht
Werkstofftechnik
Studienzentrum:
Laborleiter:
Versuchstag:
Studienteilnehmer:
1. Zugversuch
gemäß DIN EN 10002/2/ und DIN 50125/3/
Versuchsziel
An zwei metallischen Werkstoffproben werden Zugversuche zur Bestimmung von Festigkeits- und Verformungskenngrößen (Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Elastizitätsmodul) durchgeführt.
Untersuchter Werkstoff
a) AlSi10 / AlSi18
b) AlSi10 / AlSi18
Versuchsaufbau
Der Zugversuch erfolgt nach DIN EN 10002 an einer hydraulischen Zug-Druck-Prüfmaschine in die genormte Metallproben eingespannt werden
Versuchsdurchführung
Einspannen der Probe in die Prüfeinrichtung
Schließen des Prüfautomaten
Kalibrieren der Probe im Automaten
Durchführen des Prüfvorgangs
Auswertung der Prüfprotokolls
Versuchsauswertung am Beispiel AlSi10 / AlSi18 (Durchmesser der Probe: 10mm)
Berechnung diverser Kenngrößen aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm
Messlänge (gemessen mit Messschieber an der Probe)
vorher: L0 = 60,0 mm
nachher: Lu = 67,0 mm
Bruchdehnung A (gemessen lt. Prüfprotokoll)
2. Kerbschlag-Biegeversuch
Anwendung / Ziel
Mit dem Kerbschlagbiegeversuch wird das Zähigkeits- bzw. Sprödbruchverhalten von metallischen Werkstoffen ermittelt, wobei das Verhalten eines länglichen Quaders, der einseitig gekerbt und im temperierten Zustand (gekühlt oder erwärmt) ist, bei hoher Verformungsgeschwindigkeit (Schlagbeanspruchung) untersucht wird.
Versuchsaufbau / Versuchsvorbereitung
Mit Hilfe eines Pendelschlagwerks wurden mehrere Versuche an gekerbten Proben durchgeführt. Alle drei Proben waren aus dem Material C45 Stahl (unlegierter Vergütungsstahl mit 0,45% Kohlenstoff) und hatten eine U-Kerbe. Der Unterschied der einzelnen Versuchsstücke war, dass diese eine unterschiedliche Wärmebehand-lung hatten (normalgeglüht, gehärtet und vergütet).
Die Maße der Versuchskörper betrugen 10 x 10 x 55 mm mit je einem Rundkerb von 3 mm.
Versuchsdurchführung
An einer Achse ist fast Reibungslos ein Pendel aufgehängt. Dieses wird in einer bestimmten Höhe angebracht, wodurch es eine bestimmte potentielle Energie speichert. Danach folgten die angegebenen Schritte:
Pendel .....[Volltext lesen]
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Bitte Dokument downloaden. Entwickler aufbringen. Der Entwickler steht im Farbkontrast zum Eindringmittel und zieht mit seiner Antikapillarwirkung die Eindringflüssigkeit aus dem Riss und macht so den Fehler auf der Oberfläche sichtbar.
Optische Auswertung
Nachreinigung
Häufig ist die Eindringflüssigkeit fluoreszierend, somit ist die Flüssigkeit nach dem abwaschen der Flüssigkeit von der Oberfläche unter UV-Licht erkennbar.
Aussagen über die Risstiefe sind mit dem Verfahren nicht möglich.
3.2 Magnetpulverprüfverfahren
Mit dem Magnetpulverprüfverfahren lassen sich ferromagnetische Werkstoffe auf Oberflächen- bzw. oberflächennahen Fehlern prüfen. Grundlage dabei sind die permeabilitätsunterschiede zwischen ferromagnetischen Werkstoffen (z.B. Stahl) und den Fehlern (z.B. Lunker) im Material.
Bei dem magnetisierten Werkstoff werden die magnetisierten Feldlinien durch die nicht magnetisierten Fehler nach außen gelenkt und treten bei Oberfläche- bzw. oberflächennahen Fehlern aus dem Werkstück aus. Diese Fehler werden meist durch aufbringen eines dünnflüssigen Öls, das mit Eisenpulver versetzt ist, sichtbar gemacht. Pulveransammlungen markieren einen Fehler.
Zusätzlich dazu gibt es auch Magnetpulver inklusive fluoreszierender Substanzen so, dass die Auswertung unte.....
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Nach Abschluss der Prüfung muss das Werkstück entmagnetisiert werden. Eine Aussage über die Risstiefe ist mit diesem Verfahren nicht möglich.
3.3 Ultraschallprüfung
Bei der Ultraschallprüfung handelt es sich um ein akustisches Prüfverfahren, dessen Ziel darin besteht, nicht erkennbare Fehler im Inneren eines Werkstückes zu erkennen und zu lokalisieren. Durch Schallgeschwindigkeitsmessungen sind zudem Aussagen zum vorhandenen Gefügezustand möglich.
Die Funktionsweise besteht darin, dass ein Hochfrequenzimpulsgenerator über einen Wandler Ultraschallwellen ins Werkstück sendet. Die Rückwand des Werkstücks oder Fehler im Werkstück reflektieren diese Schallwellen. Die Wellen treffen dann wieder auf den Wandler, der nun als Empfänger dient, auf. Im Anschluss daran werden die Schallwellen in ein Signal umgewandelt und auf einem Oszillographen graphisch dargestellt.
Die goldene Regel der Ultraschallprüfung besagt, dass der Fehler mit Ultraschall dann gut nachweisbar ist, wenn er senkrecht zum einfallenden Ultraschallstrahl orientiert ist. Evtl. muss der Einschal.....
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Bitte Dokument downloaden. Die visuelle Prüfung ist eine optische oder visuelle Prüfung eines Produktes auf Fehlern. Bereiche die für das menschliche Auge nicht sichtbar oder zu klein sind, werden mit Hilfe von Endoskopen bzw. Videoskopen kontrolliert.
4. Härteprüfung
Ausgangssituation / Aufgabenstellung
Die Aufgabenstellung ist die Prüfung der Oberflächenhörte dreier unterschiedlicher Prüfkörper. Unter Härte versteht man den Widerstand eines Stoffes gegen das plastische Eindringen, also das plastische Verformen, eines anderen, härteren Prüfkörpers unter einer Prüflast. Die Härte ist definiert als der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt.
Ein Werkstoff wird gehärtet um die Festigkeit und das Verschleißverhalten zu verbessern. Härte ist daher auch ein Maß für das Verschleißverhalten von Materialien und gehört somit zu den Werkstoffeigenschaften. Die meisten Materialien großer Härte haben auch eine hohe Sprödigkeit, sie lassen sich also kaum plastisch verformen und brechen plötzlich. Für die Konstruktion von Bauteilen müssen Härte und Zähigkeit sinnvoll ausgeglichen werden: Ein hartes, sprödes Bauteil bricht leicht, wenn einmal eine Belastungsspitze auftritt.
Zähes (also weniger hartes) Material würde das schadlos oder nur mit geringen Folgen überstehen. Letzteres würde sich jedoch schnell abnutzen. Es wird daher oft angestrebt, einen großen Innenbereich (Kern) aus zähem, festem Werkstoff mit einer sehr harten Oberflächenschicht zu versehen. Das bringt zwei Vorteile: Die Beständigkeit gegen Abnutzung nimmt zu und Anrisse können sich wesentl.....
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Bitte Dokument downloaden. - Härteprüfverfahren nach Brinell
- Härteprüfverfahren nach Rockwell
- Härteprüfverfahren nach Vickers
(i) Härteprüfung nach Brinell
Das Härteprüfverfahren nach Brinell (DIN EN ISO 6506-1) kommt bei weichen bis mittelharten Metallen, wie zum Beispiel unlegiertem Baustahl, Aluminiumlegierungen und bei Werkstoffen mit ungleichem Gefüge, wie etwa Gusseisen, zur Anwendung.
Dabei wird eine Hartmetallkugel mit einem Durchmesser (D) von entweder 10, 5, 2,5, 2 oder 1mm als Eindringkörper verwendet. Dieser Eindringkörper wird mit einer bestimmten Belastung und einer Belastungszeit von 10 bis 15 Sekunden in das Werkstück gedrückt. Nach Wegnahme der Prüfkraft verbleibt in der Oberfläche der Probe ein runder Eindruck mit dem Durchmesser d. Aus dem Durchmesser d wird die Eindrucktiefe und hieraus wiederum die Fläche des Eindrucks berechnet.
Der Quotient aus Prüfkraft und Eindruckfläche ergibt die gesuchte Härte. Der Wert wir.....
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Bitte Dokument downloaden. Kugeldurchmesser in mm
Eine Zahl, die die Prüfkraft angibt
Einwirkdauer der Prüfkraft in s, falls diese von der vorgegebenen Dauer abweicht.
Bsp.: 350 HBW 5/750 = Brinellhärte 350, bestimmt mit einer Stahlkugel von 5 mm Durchmesser und einer Prüfkraft von 7,355 kN, die 10 bis 15 s einwirkte.
(In früheren Normen wurde auch ein Eindringkörper aus gehärtetem Stahl verwendet. Bei der Verwendung einer Stahlkugel wurde die Brinellhärte durch das Symbol HBS gekennzeichnet.)
(ii) Härteprüfung nach Rockwell
Die Härteprüfung nach Rowckwell (DIN EN ISO 6508-1) arbeitet mit verschiedenen Eindringkörpern, einem Diamantkegel (Kegelwinkel 120°) und Kugeln aus gehärtetem Stahl (Durchm. 1,5875 mm (1/16“)) oder 3,175 mm (1/8“)). Für das Härteprüfverfahren nach Rockwell werden je nach Härte des Werkstücks verschiedene Prüfkörper, Prüfvorkräfte, Prüfzusatzkräfte und Prüfgesa.....
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Quellen & Links