ASTM E399

Prüfung der Bruchzähigkeit metallischer Werkstoffe

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WAS IST ASTM E399?

Die ASTM E399 beschreibt die Methodik zur Bestimmung der Bruchzähigkeit (K_Ic und optional K_Isi) von metallischen Werkstoffen unter vorwiegend linear-elastischen, ebenen Dehnungsbedingungen. Dabei werden vorgerissene Ermüdungsproben mit einer Dicke von 1,6 mm oder mehr verwendet, die einer allmählich zunehmenden Rissverschiebungskraft ausgesetzt werden.

WAS MISST DER ASTM E399?

Die ASTM E399 misst die Bruchzähigkeit, die speziell als K_Ic bezeichnet wird. Die Bruchzähigkeit charakterisiert die Bruchfestigkeit eines Materials unter linear-elastischen Spannungen und starken Zugbeanspruchungen. Sie spiegelt das Verhalten des Materials bei einem scharfen Riss wider und nähert sich in der Nähe der Rissfront der tritensilen ebenen Dehnung, während eine kleine plastische Zone im Vergleich zur Rissgröße, Probendicke und dem Band vor dem Riss erhalten bleibt.

WARUM IST ASTM E399 WICHTIG?

Die Bestimmung der Bruchzähigkeit ist von entscheidender Bedeutung für die Beurteilung der strukturellen Integrität und Zuverlässigkeit von metallischen Werkstoffen, insbesondere bei kritischen Anwendungen, bei denen die Bruchfestigkeit von größter Bedeutung ist. Die ASTM E399 bietet standardisierte Verfahren zur Ermittlung von Bruchzähigkeitswerten, die es Herstellern, Ingenieuren und Forschern ermöglichen, fundierte Entscheidungen in Bezug auf Materialauswahl, Konstruktionsoptimierung und Fehleranalyse zu treffen.

ASTM E399 – ZWEI HAUPTTEILE

Die Norm ASTM E399 besteht aus zwei Hauptteilen.

Der erste Teil enthält allgemeine Empfehlungen und Anforderungen für die Prüfung der Bruchzähigkeit, einschließlich spezifischer Leitlinien für das K_Ic-Prüfverfahren. Es behandelt wesentliche Aspekte wie Probenvorbereitung, Belastungskonfigurationen und Datenanalysemethoden, die für die Durchführung genauer und zuverlässiger Prüfungen erforderlich sind.
Der zweite Teil besteht aus detaillierten Empfehlungen für die Konstruktion von Verschiebungsmessgeräten und Belastungsvorrichtungen, speziellen Anforderungen für individuelle Probenkonfigurationen und umfassenden Verfahren zur Ermüdungsvorrissbildung.

Zusammen bilden diese beiden Teile einen umfassenden Rahmen für die Durchführung von Bruchzähigkeitsprüfungen gemäß der Norm ASTM E399.

WIE FÜHRT MAN EINEN ASTM E399-TEST DURCH?

Das Prüfverfahren nach ASTM E399 umfasst die folgenden Schritte:

Beginnen Sie mit der Vorbereitung der Probe gemäß den in der Norm beschriebenen Richtlinien.
Messen Sie die Breite und die Dicke der eingekerbten Probe und dokumentieren Sie die Messungen zu Referenzzwecken.
Legen Sie die vorbereitete Probe in die vorgesehene Halterung ein und achten Sie dabei auf die richtige Ausrichtung.
Befestigen Sie den Verschiebungsmesser an der Rissöffnung des Probekörpers, um die Verschiebung der Rissöffnung (CMOD) genau zu messen.
Beaufschlagen Sie die Probe mit der Last gemäß den in der Norm angegebenen Spezifikationen.
Führen Sie den Test durch, indem Sie die Last schrittweise erhöhen, bis die angewandte Kraft die maximale Kraft erreicht, die die Probe aushalten kann.
Notieren Sie während des gesamten Prüfvorgangs die maximale Kraft, die auf die Probe ausgeübt wird, um Datenanalysen und Berichte zu erstellen.

PRÜFMASCHINEN FÜR ASTM E399

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