Springe zum Seiteninhalt

ASTM E8 | ASTM E8M Standard Prüfmethode für den Zugversuch an metallischen Werkstoffen

Die ASTM E8/ASTM E8M beschreibt den uniaxialen (einachsigen) Zugversuch an Metallen bei Raumtemperatur und die Ermittlung von charakteristischen Kennwerten wie Dehngrenze, Streckgrenze, Streckgrenzen-Verlängerung, Zugfestigkeit, Bruchdehnung sowie die Brucheinschnürung. 

Mit den Kennwerten können Aussagen über die Festigkeit und die Zähigkeit des Werkstoffes gemacht werden. 

Unterschiede zwischen ASTM E8 und ASTM E8M

Genau besehen beinhaltet diese ASTM zwei Normen, daher muss die ASTM E8 von der ASTM E8M unterschieden werden. Während die ASTM E8 sich auf die Maßeinheiten „inch“ und „pound“ bezieht, werden bei der ASTM E8M SI-Einheiten verwendet. Das führt dazu, dass Kennwerte, die nach dem einen Einheitensystem bestimmt wurden nicht exakt denen gleich sind, die nach dem anderen Einheitensystem ermittelt wurden. In der Praxis ist das jedoch in aller Regel nicht problematisch, weil bei Kennwertermittlung und Kennwertevergleich nicht zwischen den Einheiten gewechselt wird. 

In diesem Zusammenhang ist jedoch wichtig zu beachten, dass sich die Anfangsmesslänge für die Bestimmung der Dehnungen bei der ASTM E8 auf 4D, also auf 4-mal dem Durchmesser der Rundproben bezieht, während er sich bei der ASTM E8M auf 5D, also auf 5-mal dem Durchmesser der Rundproben bezieht. Bei Verwechslungen oder auch Nichtbeachtung kann dies zu Kennwerten führen, die nicht mehr miteinander vergleichbar sind. 

Die ASTM E8/ASTM E8M geht ausführlich auf die Prüfmaschine und die Art der Probenhalter ein. Sie gibt Hinweise auf den richtigen Einsatz von Probenhaltern. 

Probenvorbereitung und Probenform

Für die Probenvorbereitung werden wichtige Hinweise gegeben, die sicherstellen sollen, dass durch die Probenentnahme am Produkt und bei der folgenden Probenfertigung keine Einflüsse auf den Werkstoff einwirken, die die Ergebnisse aus dem Zugversuch beeinträchtigen könnten. 

Die Formen für Zugproben können sehr vielfältig sein. Die ASTM E8/ASTM E8M führt Standardflachproben für Bleche und Dünnbleche, für Rohrprodukte, für spezielle Probenhalterungen sowie Standardrundproben für andere Metallprodukte auf und spezifiziert die entsprechenden Anfangsmesslängen, auf die sich alle Dehnungswerte beziehen. Bis auf wenige Ausnahmen werden alle Vermaßungen, die für eine Probenfertigung benötigt werden, festgelegt oder aber Mindestmaße angegeben. 
 

Haben Sie Interesse an der automatisierten Prüfung von Metallen?

 

Unsere Roboter-Prüfsysteme übernehmen die vollautomatische Durchführung von Zug-, Biege- oder Schlagversuchen für Proben mit Prüfkräften bis zu 2.500 kN.

 

Zu automatisierten Prüfsystemen            Jetzt Kontakt aufnehmen

Prüfgeschwindigkeit

Ein besonderes Augenmerk wird auf die Prüfgeschwindigkeit gelegt. Die ASTM E8/ASTM E8M lässt fünf verschiedene Arten der Festlegung von Prüfgeschwindigkeiten zu. Sie sind benannt als

  • (a) Dehnungsrate oder Dehngeschwindigkeit an der Probe,
  • (b) Spannungsrate oder Spannungszunahme an der Probe,
  • (c) Querhaupt- oder Traversengeschwindigkeit,
  • (d) verstrichene Zeit bis zum Ende eines Prüfabschnitts oder der gesamten Prüfung und
  • (e) freilaufende Querhaupt- oder Traversengeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeitsangabe ohne eine Belastung von Querhaupt oder Traverse. 

Für die Bestimmung der sogenannten „Yield Properties“, das sind Streckgrenze, Streckgrenzen-Verlängerung und Dehngrenzen, allgemein alle Kennwerte, die in Bezug zur Änderung des Materialverhaltens von elastisch zu plastisch stehen, ist es wichtig, eine geeignete Regelung der Prüfgeschwindigkeit festzulegen. Denn bei metallischen Werkstoffen können diese Kennwerte deutlich von der tatsächlichen Prüfgeschwindigkeit abhängen, daher müssen die Prüfgeschwindigkeiten in vorgegeben Toleranzen gehalten werden. Die ASTM E8/ASTM E8M trägt diesem Rechnung mit drei verschiedenen Regelungsmethoden. Sie sind mit Methode A, B und C bezeichnet. 

Methode A basiert auf der Zunahme der Zugspannung während der Belastung. Im linear elastischem Teil des Zugversuches, also ganz zu Beginn des Versuches, muss eine Spannungszunahme im Bereich von 1,15 und 11,5 MPa/sec erreicht werden (das entspricht 10000 und 100000 psi/min). Es wird in der ASTM E8/ASTM E8M aber deutlich darauf hingewiesen, dass diese Vorgaben und die Methode nicht bedeuten, dass die Spannungszunahme bis zum plastischen Verhalten konstant gehalten werden soll oder die Regelung der Kraftzunahme im geschlossenen Regelkreis über den linear elastischen Bereich hinaus angewandt werden darf. 

Methode B basiert auf der Zunahme der Dehnung während der Belastung. Die Prüfmaschine muss hierfür mit Hilfe der Dehnungsmessung eines Extensometers die Dehnrate oder Dehngeschwindigkeit im geschlossenen Regelkreis konstant halten. Die Dehnrate ist auf 0,015 ± 0,006 in./in./min (oder mm/mm/min*)) zu setzen und in den Toleranzen zu halten. Die ASTM E8/ASTM E8M gibt Hinweise, welche Dinge zu beachten sind. 

Methode C basiert auf der konstanten Querhaupt- oder Traversengeschwindigkeit. Die Traversengeschwindigkeit muss dabei so eingestellt und konstant gehalten werden, dass die anfängliche parallele Länge der Probe eine Dehnung von 0,015 ± 0,003 in./in./min (oder mm/mm/min*)) erfährt. Diese Methode C wird empfohlen, wenn sich der Werkstoff nicht kontinuierlich verformt. 

Alle Zahlenangaben für die drei Methoden sind anzuwenden, wenn nicht Produktnormen oder Normen für spezielle Anwendungen andere Zahlenwerte vorgeben. 

Wenn die Bestimmung der Streckgrenze und Dehngrenzen abgeschlossen ist (oder auch gar nicht bestimmt werden sollen) und eine Dehnung der Probe von mehr als 5 % erwartet wird, kann die Prüfgeschwindigkeit auf 0,05 bis 0,5 in./in./min (oder mm/mm/min*)) heraufgesetzt werden. Diese Angabe bezieht sich entweder auf die Anfangsmesslänge des noch messenden Extensometers oder aber auf die anfängliche parallele Länge der Probe. Die Prüfgeschwindigkeit ist also als eine Dehnrate oder Dehngeschwindigkeit angegeben. 

Bei dieser Prüfgeschwindigkeit werden dann alle anderen Kennwerte des Zugversuches nach ASTM E8/ASTM E8M bestimmt. 

*) In diesen Fällen handelt es sich um relative Werte, bei denen die unterschiedlichen Längeneinheiten keine Rolle spielen (sie kürzen sich heraus)
 

Wir suchen und finden für jede Ihrer Anforderung die optimale Prüflösung.

Nehmen Sie direkt Kontakt mit unseren Branchenexperten auf.

Wir beraten Sie gerne!

 

Jetzt Kontakt aufnehmen

Passende Produkte zur Druchführung des Zugversuchs an Metallen nach ASTM E8/ASTM E8M

Weitere Normen für die Prüfung von Metallen

Zugversuch Metall

ISO 6892-1
zu Zugversuch Metall

Zugversuch Metall bei erhöhter Temperatur

ISO 6892-2
zu Zugversuch Metall bei erhöhter Temperatur

r-Wert Metall

ISO 10113
Verhältnis der wahren plastischen Breitendehnung und der wahren plastischen Dickendehnung im Zugversuch
zu r-Wert Metall

n-Wert Metall

ISO 10275
Verfestigungsexponent im Zugversuch
zu n-Wert Metall
Top