Ich habe eine Frage zum Zugversuch.
Warum genau steigt die Zugfestigkeit einer metallischen Probe bei Erhöhung der Dehngeschwindigkeit an?
Wie lässt sich dieser Anstieg erklären?
(Bei Polymeren ist dieser Effekt ebenfalls zu erkennen! Bei erhöhter Dehngeschwindigkeit bricht die Probe spröde, also bei höheren Spannungen und bei gleichzeitig geringer Bruchdehnung.)
Besten Dank schonmal!
Hallo,
geht um die Fließbehinderung. Tiefe Temperaturen und rasche Dehngeschwindigkeit (Verformungsgeschwindigkeit) verhindern bzw. behindern das Fließen (Versetzungsgleiten). Springe mal vom 10 m Sprungbrett (Bauchplatscher)ins Wasser, dann merkst Du die Fließbehinderung des Wassers (wie Beton); ähnlich auch die Luft (Eintritt Raumgleiter in Atmosphäre).
Umgekehrt zeigen die ununterbrochenen gefälteten Äderungen von Felsformationen, daß, langsame Dehngeschwindigkeiten und ausreichende Zeiträume (einige zig 1000 Jahre und mehr), auch spröde Gesteine fließen können. Genügt dies oder mehr theoretische Antwort gewünscht?
Gruß HR
Einen großen Dank schonmal für die Antwort!
Aber mich würde eine theoretische Antwort (oder Verweise auf entsprechende Internetseiten) sehr interessieren, da schon bald eine Werkstoffkunde-Klausur im Fach Maschinenbau ansteht.
Danke und Grüße,
JS
Hi JS,
mal n`paar interessante Seiten:
http://www.metallograf.de
http://www.lernwerkstoffe.de/.service.html
http://iws.tugraz.at/IWS_tree/Lehre/d_lehre_index.htm
http://www.buehler-met.de/links.htm
http://www.korrosion-online.de/
http://www.metalravne.com/de/
http://www.matweb.com/index.asp?ckck=1
Gruß HR
hab einige Links klickbar gemacht (Gandalf)
Hallo nochmal,
danke für die sehr interessanten Internetlinks! Die Seiten sind sehr informativ.
Leider hab ich auf den Seiten die theoretische Erklärung der Steigerung der Zugfestigkeit beim Zugversuch nicht gefunden.
Kannst du mir vielleicht kurz diesen Zusammenhang erklären?
Das wäre sehr freundlich.
Besten Dank schonmal und viele Grüße,
JS
Hallo JS,
ist nicht so einfach, Unterlagen zu finden!!! Die vorher empfohlenen Links sind mal allgemein für Studiosos von Interesse.
Habe mal in meinen kärglichen Unterlagen geschaut und ein weniges gefunden.
Eduard Houdremont, Handbuch der Sonderstahlkunde, 3. Auflage, Springer Verlag 1956, 1. Band:
S. 38 ff: Der Einfluß der Anstrengungsgeschwindigkeit ergibt sich daraus, daß die plast. Verformg eine gewisse Zeit benötigt u. daß Fortpflanzg. der plast. Verformg. im Werkstoff langsamer erfolgt als die der elast. Verzerrung, diesich mit Schallgeschw. ausbreitet. Mit steigender Anstr.geschw. erscheint daher die Streckgr. im Sp.Dehn. Diagr. erhöht, obwohl die krit. Schubsp. nicht verändert ist, sondern nur die Zeit zur Ausbildg. der Streckgr. nicht ausreicht. Bei sehr hoher Anstr.geschw. kann daher in der elast. Welle die Spanng. so groß sein, daß die zum Auftreten eines Spaltbruches erforderl. Normalspannung überschritten wird, während noch keine plast. Verformg. eintreten kann, auch wenn Schubspanng. dazu ausreicht…Verformung durch Zwillingsbildg…
S. 196 ff: Ausgeprägte Streckgrenze:
…Das Loslösen der Versetzungen wirdalso um so eher erfolgen, je höher die äußere Spanng. ist, d.h. ausgeprägte Streckgrenze ist bei gegebener Temp. von Verform.geschw. abhängig, siesteigt mit ihr an. Bei sehr geringen Verform.geschw. tritt sie bei RT nicht mehr auf.
Grundlagen des Festigk. u. BruchverhaltensStahleisen Verlag 1974.
…2.5 Einfluß von Spannungszustand, Temperatur und Beanspr. geschw. auf das Bruchverhalten der Stähle
sehr theoretisch, lauter math. Formeln.
VDI Berichte 318: Sprödes Versagen von Bauteilen aus Stählen - Ursache und Vermeidung, VDI Verlag 1978
mehrere gute Artikel, insb. :
Bruchverhalten der Stähle, H. Berns
S.21 ff: 3.2 Einfluß der Beanspruchg.art
…mit zunehmender Verformg.spanng. epsilon wird die Reibungsspanng. Sigma i erhöht. Die Verformg. erfolgt weniger durch Gleitversetzgn u. mehr durch Zwillingsbildg. Da die Streckgrenze Sigma y, nicht aber die Bruchspanng. Sigma f mit Sigma i ansteigt, kommt es zu einer Erhöhung von T ü (Richtung Kerbschlagversuch, HR).
…S. 131 ff: Spannungsbedingungen und Zähigkeitseigenschaften , Prof. K. - H. Kloos
Kann Dir leider nicht alle Seiten 1:1 hier reinschreiben. Forste mal in Bibliotheken (Fernausleihe usw.), VDI Berichte, Stahl & Eisen Hefte, Anfragen bei der BAM usw. durch, vielleicht wirste fündig. Habt Ihr keine Uni-Bibliothek?
Sag mal gelegentlich Bescheid, wie´s weiterging.
Persönlich habe ich mir das so erklärt, wie andeutungsweise bereits vorab von mir geschildert:
Geschwindigkeitserhöhung im Zugversuch bewirkt dynamische Komponente (beginnende Mehrachsigkeit), dadurch wird Versetzungsgleiten beeinträchtigt (braucht ja Zeit, was diffusionsähnliches) - Versetzungsstau (Pile up) an KG. Evtl. sogar Zwillingsbildung (siehe: Untergang Estonia -Zwillingsbildg. im Schiffsblech wurde mal als Hinweis auf Sprengwirkung gedeutet, war aber lt. Untersuchung BAM falsche Deutung). Plastische Verformung erfolgt dann erst später bzw. wird mehr oder weniger unterbunden. Somit deutlicher Anstieg der Streckgrenze (Spannung, bei der erste plast. Verformung erreicht wird. Die Zugfestigkeit (Rm) wird geringer beeinflußt. Nähert sich dem wahren Sp.-Dehng. Diagramm an (Richtung Reißfestigkeit).
Leider kann ich Dir nicht mehr an Fachwissen anbieten, habe keine Unterlagen mehr. Aber diese meine einfachen (vielleicht nicht ganz den neuesten Theorien entsprechenden und somit nicht ganz 100% korrekten) Überlegungen haben mir für meine praktischen Zwecke früher stets ausgereicht.
Gruß HR
Vielen herzlichen Dank für die Antwort.
Das hat mir auf jeden Fall sehr weitergeholfen.
In unserem Vorlesungsumdruck waren diese Informationen leider nicht enthalten. Wahrscheinlich werden sie daher auch nicht klausurrelevant sein.
Zum Verständnis dieses Phänomens ist es aber durchaus hilfreich eine genaue Vorstellung davon zu haben.
Danke und viele Grüße,
JS