Springe zum Seiteninhalt

DIN EN ISO 6892-1 - Zugversuch Metall bei Raumtemperatur

Die Norm DIN EN ISO 6892-1 f├╝r den Zugversuch an Metallen wurde im Februar 2017 ver├Âffentlicht. Sie standardisiert den Zugversuch von Metall oder Stahl bei Raumtemperatur und definiert die mechanischen Kennwerte.

Name Typ Gr├Â├če Download

Beschreibung der Pr├╝faufgabe / Pr├╝fmethode

Der Zugversuch ist weltweit der wichtigste und h├Ąufigste mechanisch-technologische Versuch, der f├╝r die Anwendungen von Metallen Festigkeits- und Dehnungskennwerte ermittelt, die f├╝r Auslegung und Konstruktion von Bauteilen, Gebrauchsgegenst├Ąnden, Maschinen, Fahrzeugen, Bauwerken von entscheidender Wichtigkeit sind. 

Die Pr├╝faufgabe besteht darin, die Materialkennwerte sicher und reproduzierbar zu bestimmen und internationale Vergleichbarkeit zu erreichen. 

Der einachsige (uniaxiale) Zugversuch ist die Methode, um Kennwerte f├╝r Streck- oder DehngrenzeZugfestigkeit und Bruchdehnung zu ermitteln. Daneben werden untere Streckgrenze, Streckgrenzendehnung und Dehnungen bei H├Âchstkraft bestimmt. 

Zugversuch Metall ISO 6892 - Unterscheidung nach Temperaturbereich

Beim Zugversuch an Metall wird in der Normung zwischen vier Temperaturbereichen, in denen die Zugversuche durchgef├╝hrt werden, unterschieden: der Raumtemperatur, der erh├Âhten Temperatur, der tiefen Temperatur und der Temperatur von fl├╝ssigem Helium. Die unterschiedlichen Temperaturbereiche und das Medium des fl├╝ssigen Heliums stellen ganz unterschiedliche Anforderungen an die Pr├╝fsysteme und an das Pr├╝fverfahren inklusive der vorzubereitenden Proben. Daher gliedert sich die internationale ISO Norm in vier unterschiedliche Teile, die jeweils die oben genannten Temperaturbereiche adressieren:

  • ISO 6892-1 Pr├╝fverfahren bei Raumtemperatur
  • ISO 6892-2 Pr├╝fverfahren bei erh├Âhter Temperatur
  • ISO 6892-3 Pr├╝fverfahren bei tiefen Temperaturen
  • ISO 6892-4 Pr├╝fverfahren in fl├╝ssigem Helium

Neben diesen international g├╝ltigen ISO Normen finden auch nationale Normen internationale Anwendung wie die amerikanischen ASTM, europ├Ąische EN, japanische JIS und die chinesische GB/T. F├╝r spezielle Anwendungsfelder, z.B. der Luftfahrt, k├Ânnen weitere spezifische Normen wichtig bzw. erforderlich sein.

DIN EN ISO 6892-1: Zugversuch Metall bei Raumtemperatur

F├╝r den Zugversuch an Metall bzw. metallischen Werkstoffen werden haupts├Ąchlich die Normen DIN EN ISO 6892-1 und die ASTM E 8 zugrunde gelegt. Beide Normen legen Probenformen und deren Pr├╝fung fest. Ziel der Normen ist es, das Pr├╝fverfahren so zu beschreiben und festzulegen, dass selbst bei Einsatz unterschiedlicher Pr├╝fsysteme die zu ermittelnden Kennwerte vergleichbar und richtig bleiben. Das hei├čt auch, dass die normativen Anforderungen auf wichtige Einflussfaktoren eingehen und Forderungen allgemein formulieren, so dass ausreichender Spielraum f├╝r technische Realisationen und Innovationen bleibt.

Wichtige Kenngr├Â├čen aus dem Zugversuch Metall nach ISO 6892-1 sind:

  • Die Streckgrenze; genauer die obere und untere Streckgrenze (ReH und ReL)
  • Die Dehngrenze; in aller Regel bei 0,2 % plastischer Dehnung als ÔÇ×ErsatzsteckgrenzeÔÇť bestimmt (Rp0.2)
  • Die Streckgrenzen-Dehnung; genauer die Streckgrenzen-Extensometer-Dehnung, weil sie nur mit Hilfe eines Extensometers bestimmt werden kann (Ae)
  • Die Zugfestigkeit (Rm)
  • Die Gleichma├čdehnung (Ag)
  • Die Bruchdehnung (A), wobei die normativen Festlegungen in Bezug auf die Messl├Ąnge von entscheidender Bedeutung sind
     

Die Zugfestigkeit bei unterschiedlicher Material-Verfestigung

F├╝r metallische Werkstoffe mit ausgepr├Ągter Streckgrenze ist die Zugfestigkeit (H├Âchstzugkraft) als h├Âchste erreichte Kraft nach der oberen Streckgrenze definiert. Die h├Âchste Zugkraft nach ├ťberschreiten der Streckgrenze kann bei schwach verfestigenden Werkstoffen auch unterhalb der Streckgrenze liegen, d.h. die Zugfestigkeit ist in diesem Fall kleiner als der Wert f├╝r die obere Streckgrenze.

Im Bild wird im Spannung-Dehnung-Diagramm eine Kurve mit hoher Verfestigung (1) und mit sehr geringer Verfestigung (2) nach der Streckgrenze dargestellt.

F├╝r Metall mit Streckpunkt und nachfolgendem Spannungsfall entspricht dagegen die Zugfestigkeit der Spannung am Streckpunkt.

Streckgrenze (ReH und ReL), Dehngrenze (Rp und Rt) und Zugfestigkeit (Rm)

F├╝r die Bestimmung von Streckgrenze und Zugfestigkeit ist nur eine pr├Ązise Kraftmessung erforderlich, w├Ąhrend f├╝r alle anderen Kenngr├Â├čen eine (automatische) Dehnungsmessung mit einem Extensometer w├Ąhrend des Versuches oder eine manuelle Dehnungsmessung nach Entnahme der Probe/ Probenreste erforderlich ist.

Anforderung an Kraftmessung und Messung der L├Ąngen├Ąnderung

Die wichtigsten und eindeutig beschreibbaren Forderungen betreffen daher auch die Kraftmessung und die Messung der L├Ąngen├Ąnderung der Probe unter Krafteinwirkung.

  • F├╝r die Kraftmessung bezieht sich die ISO 6892 Serie auf die ISO 7500-1 Pr├╝fung und Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung von Zug- und Druckpr├╝fmaschinen und fordert mindestens die Klasse 1.
  • F├╝r die Messung der L├Ąngen├Ąnderung bezieht sich die ISO 6892 Serie auf die ISO 9513 Kalibrierung von L├Ąngen├Ąnderungs-Messeinrichtungen f├╝r die Pr├╝fung mit einachsiger Beanspruchung und fordert f├╝r die Bestimmung der Dehngrenzen mindestens die Klasse 1; f├╝r die Messung anderer Kennwerte (mit Dehnungen gr├Â├čer als 5%) darf die Klasse 2 eingesetzt werden.

In den Normen  f├╝r die Kraftmessung und die L├Ąngen├Ąnderungsmessung werden die Kalibrierprozesse beschrieben aber vor allem auch die Ergebnisse und die Definitionen der Klasseneinteilungen. Letzteres ist f├╝r die Anwendung in der Pr├╝fpraxis von entscheidender Bedeutung. ├ťber die Klassenzugeh├Ârigkeit lassen sich f├╝r das kalibrierte Messsystem maximal erlaubte Abweichungen und Aufl├Âsungen ableiten, die f├╝r die Bestimmung der Messunsicherheit des Messsystems herangezogen werden m├╝ssen.

  • Die ASTM E 8 bezieht sich f├╝r die Kraftmessung auf die ASTM E 74,
  • f├╝r die L├Ąngen├Ąnderungsmessung auf die ASTM E 83.
  • Die international angewandten Normen sind zwar in ihrer inhaltlichen Struktur bisweilen unterschiedlich, in ihren Definitionen und Forderungen jedoch so aufeinander abgestimmt, dass die relevanten Kennwerte aus dem Zugversuch nicht signifikant voneinander abweichen.

Eine zu beachtende Ausnahme ist die Bewertung und damit die Klasseneinteilung der L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmer oder Extensometer. W├Ąhrend die ISO 9513 sich bei der Abweichung auf den zu erreichenden Sollwert bezieht, betrachtet die ASTM E 83 zus├Ątzlich auch das Verh├Ąltnis zur Anfangsmessl├Ąnge. Ein Extensometer, welches f├╝r kleine Anfangsmessl├Ąngen vorgesehen ist, muss h├Âheren messtechnischen Anforderungen gen├╝gen als das f├╝r gr├Â├čere Anfangsmessl├Ąngen. 

Kennwerte, f├╝r die der Einsatz eines Extensometers mindestens der Klasse 1 nach ISO 9513 beim Zugversuch Metall notwendig ist, sind: 

  • Anfangssteigung der Spannung-Dehnung-Kurve mE
  • Dehngrenzen Rp und Rt

Kennwerte, f├╝r die der Einsatz eines Extensometers mindestens der Klasse 2 nach ISO 9513 beim Zugversuch Metall notwendig ist, sind: 

  • Streckgrenzen-Dehnung Ae
  • Gleichma├č-Dehnungen Ag und Agt sowie
  • Plateaubereich e um die Zugfestigkeit Rm bzw. maximale Zugkraft Fm herum
  • Bruchdehnungen A und At

Einfluss der Pr├╝fgeschwindigkeit auf die Streckgrenzen (ReH und ReL) und Dehngrenzen (Rp und Rt)

F├╝r die richtige Bestimmung von Streckgrenzen (ReH und ReL) und Dehngrenzen (Rp und Rt) sind neben genauer Kraft und Dehnungsmessung auch die Pr├╝fgeschwindigkeiten entscheidend:

  • Metallische Werkstoffe ├Ąndern ihre charakteristischen Kennwerte, wenn sich die Dehnraten oder Dehngeschwindigkeiten, bei denen die Tests durchgef├╝hrt werden, ├Ąndern.
  • In der Regel ergeben h├Âhere Dehnraten oder Dehngeschwindigkeiten h├Âhere Werte f├╝r die Festigkeiten.
  • Abh├Ąngig von der Legierung und Erzeugnisqualit├Ąt des metallischen Werkstoffes kann die Abh├Ąngigkeit von der Dehnrate oder Dehngeschwindigkeit sehr deutlich sein, d.h. au├čerhalb der Spezifikationsgrenzen f├╝r entsprechende Qualit├Ąten.
  • Diese Tatsache hat dazu gef├╝hrt, dass die internationale Normung eine zus├Ątzliche Methode f├╝r die Einstellung der richtigen Pr├╝fgeschwindigkeit eingef├╝hrt hat, bei der in allen Pr├╝fphasen die Einhaltung von spezifischen Dehnraten oder auch Dehngeschwindigkeiten in engeren Toleranzen gefordert wird.

Seit 2009 haben die ISO und ASTM gleicherma├čen diese sogenannte Dehnratenregelung oder auch Dehngeschwindigkeitsregelung in ihre Norm zum Zugversuch Metall aufgenommen, um die Ergebnissicherheit bei der Bestimmung von Streckgrenzen und Dehngrenzen zu verbessern.

Beide Normen, und im Anschluss daran auch weitere nationale Normen wie z.B. die JIS Z 2241 und GB/T 228, haben zwei Arten der Umsetzung dieser Dehnratenregelung vorgeschlagen:

  • erstens eine automatische Regelung unter Nutzung des Extensometersignals (geschlossener Regelkreis, "closed loop") und
  • zweitens die manuelle Einstellung durch Vorgabe einer Traversengeschwindigkeit, bei der dann die richtige Dehnrate bei Bestimmung des Kennwertes erreicht wird (offener Regelkreis, "open loop").

Das erste Verfahren nutzt die modernen technischen M├Âglichkeiten von Antriebsreglern, um die Traversengeschwindigkeit automatisch in dem von der Normung vorgegebenen Toleranzbereich f├╝r die Dehnrate zu halten. Dieses Verfahren setzt ein regelungstechnisch abgestimmtes Pr├╝fsystem voraus, vereinfacht jedoch ganz erheblich den Testbetrieb und eliminiert Einstellfehler der Traversengeschwindigkeit. Somit ist dieses Regelverfahren zu empfehlen.

Pr├╝fgeschwindigkeitsbereiche nach ISO 6892-1 in den verschiedenen Testphasen

Bruchdehnung A oder At

Die Bruchdehnung A oder At ist ein Ma├č f├╝r die Duktilit├Ąt, also Flie├čf├Ąhigkeit oder Umformbarkeit eines Werkstoffes.

Die Bruchdehnung At kann nur mit L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmern (Extensometern) bestimmt werden, die bis einschlie├člich des Bruches an der Probe verbleiben und die Dehnung der Probe messen k├Ânnen. 

Die Bruchdehnung A wurde in der Regel manuell gemessen, w├Ąhrend sie heute auch mit L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmern gemessen wird. Die korrekte Bestimmung des Punktes, an dem die Probe bricht (Bruchpunkt) ist somit bei der automatischen Messung von entscheidender Bedeutung.

Moderne Algorithmen, die die Spannung-Dehnung-Kurve automatisch analysieren, sorgen f├╝r eine sichere Festlegung des Bruchpunktes und eine genaue Bestimmung der Bruchdehnung. Die Bruchlage entlang der Probe, genauer der parallelen L├Ąnge der Probe, ist ebenfalls von Wichtigkeit f├╝r die sichere und genaue Bestimmung der Bruchdehnung. Liegt der Bruch oder das Versagen au├čerhalb der Messl├Ąnge von taktilen L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmern kann die plastische Verformung w├Ąhrend der Einschn├╝rung und des Versagens nicht richtig bestimmt werden. Moderne Auswertealgorithmen sch├Ątzen die Lage des Versagens bzw. des Bruches relativ zu den Messpunkten des L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmers ab und kennzeichnen einen nicht sicheren Bruchdehnungskennwert.

Mit optischen, ber├╝hrungslosen L├Ąngen├Ąnderungsaufnehmern, die die gesamte parallele L├Ąnge der Probe erfassen, kann die Lage des Bruches oder des Versagens bestimmt werden. Ist die Lage des Bruches au├čerhalb der urspr├╝nglichen Messl├Ąnge, kann normgerecht nach ISO 6892-1:2017 Anhang I die Bruchdehnung dennoch bestimmt werden, wenn entsprechend viele Messmarken w├Ąhrend des Versuches betrachtet und mitgemessen wurden. Der laserXtens Array und auch der videoXtens Array k├Ânnen diese Aufgabe optional l├Âsen. Damit sind Bruchdehnungen bei 100% der Proben automatisch sicher und genau bestimmbar.

Die JIS Z 2241 sieht vor, eine Klassifizierung der Bruchlage vorzunehmen. Dies erfolgt in der Regel manuell durch visuelle Pr├╝fung oder auch durch separate ber├╝hrungslose Messung. Beide Methoden sind personell und zeitlich aufwendig. Mit modernen optischen, ber├╝hrungslosen L├Ąngen- und Breiten├Ąnderungsaufnehmern l├Ąsst sich diese Aufgabe w├Ąhrend des Zugversuches automatisch l├Âsen: die Angabe der Klasse (je nach Bruchlage A, B oder C) ist dann Teil der bestimmten, protokollierbaren Ergebnisse.

Video: Zugversuch Metall ISO 6892-1

Metallzugversuch nach Norm ISO 6892-1 Methode A1 und A2

testXpert III: Zugversuch an Metall nach ISO 6892-1

Die verschiedenen Methoden der Normen ISO 6892  und ASTM E8 stehen in der Standardpr├╝fvorschrift zur Auswahl und die Pr├╝fsoftware testXpert III k├╝mmert sich um den Rest. Alle relevanten Einstellungen sind bereits in testXpert III voreingestellt. ├ťberzeugen Sie sich selbst!

Zugpr├╝fung an Metallen nach ISO 6892

Die Zugpr├╝fung an Metallen nach den Normen ISO 6892 wurde aktualisiert, um die Dehnungsregelung im closed-loop einzubeziehen. Die Pr├╝fsoftware testXpert III bietet vorbereitete Standard-Pr├╝fprogramme auch f├╝r diese Pr├╝fmethode.

TENSTAND Software-Validierung

100% verl├Ąssliche Pr├╝fergebnisse mit der Validierung nach ISO 6892-1 / TENSTAND 

Die Pr├╝fergebnisse, die von der Pr├╝fsoftware gem├Ą├č Norm ISO 6892-1 bestimmt werden, k├Ânnen mit einem international abgestimmten Datensatz und international abgestimmten Pr├╝fergebnissen ├╝berpr├╝ft und validiert werden. In einem Europ├Ąischen Projekt mit der Bezeichnung "TENSTAND" wurden Rohdaten aus Metallzugversuchen erzeugt und qualifiziert. Aus diesen Daten wurden Pr├╝fergebnisse und Ergebniskorridore ermittelt und ebenfalls qualifiziert. Mit diesen "TENSTAND" Datens├Ątzen und Ergebniss├Ątzen kann die Pr├╝fsoftware schnell und sicher durch Vergleich der Resultate ├╝berpr├╝ft werden. Das "National Physical Laboratory" (NPL) in London h├Ąlt diese Datens├Ątze und Ergebniss├Ątze bereit.  

  • Nationales Physikalisches Laboratorium (NPL) ist das britische Pendant zur deutschen Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Es definiert die im Bereich Physik bzw. Technik geltenden nationalen Standards. 
  • Ihre Aufgaben sind die Bestimmung von Fundamental- und Naturkonstanten, Darstellung, Bewahrung und Weitergabe der gesetzlichen Einheiten des Internationalen Einheitensystems (SI), erg├Ąnzt um Dienstleistungen wie den Kalibrierdienst UKAS (United Kingdom Accreditation Service) f├╝r den gesetzlich geregelten Bereich.

Sicher reproduzierbare Pr├╝fergebnisse mit TENSTAND und testXpert III

├ťberpr├╝fen Sie Ihre Pr├╝fergebnisse mit der TENSTAND Software-Validierung.

  • ASCII Rohdatens├Ątze "TENSTAND" von NPL in testXpert III laden
  • Pr├╝fergebnisse aus diesen Rohdatens├Ątzen mit testXpert III ermitteln
  • Eigene Ergebnisse mit "TENSTAND" Ergebnissen vergleichen

Wesentliche Änderungen in der DIN EN ISO 6892-1:2017

01.03.2017 Neue Ausgabe der DIN EN ISO 6892 Im Februar 2017 ist die zweite Ausgabe der Norm DIN EN ISO 6892-1 f├╝r den Metallzugversuch als nationale Norm ver├Âffentlicht worden. Die nationale Norm ist die ├ťbersetzung der zweiten Ausgabe der internationalen ISO 6892-1, die bereits in 2016 ver├Âffentlicht werden konnte. Weiterlesen

Wir suchen und finden f├╝r jede Ihrer Anforderung die optimale Pr├╝fl├Âsung.

Nehmen Sie direkt Kontakt mit unseren Branchenexperten auf.

Wir beraten Sie gerne!

 

Jetzt Kontakt aufnehmen

Passende Produkte zur Durchf├╝hrung des Zugversuchs an Metall nach ISO 6892-1

Top