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Berechnung des n-Werts gem├Ą├č ISO 10275 und ASTM E646

Ermittlung des Verfestigungsexponenten

Die Bestimmung des Verfestigungsexponenten nach ISO 10275, auch n-Wert genannt, wird an flachen Metallproben wie Belche oder B├Ąnder ermittelt. Der n-Wert kann aus den Rohdaten (Kraft und L├Ąngen├Ąnderung) des Zugversuches (z.B. nach EN 10002-1, ISO 6892, ASTM E8) mit direkter Dehnungsmessung berechnet werden.

Berechnung n-Wert nach ISO 10275

Ausgangspunkt f├╝r die Berechnung ist die Flie├čkurve (Bild "Flie├čkurve") mit wahrer Spannung kf = F/Strue wobei F die aktuelle Kraft und Strue der wahre Querschnitt ist.

Speziell die Ermittlung von Strue erfordert die genaue Messung der Probenbreite und Probendicke bzw. des Probendurchmessers w├Ąhrend des Versuches. Da die kontinuierliche Dickenmessung w├Ąhrend des Versuches mit hinreichender Genauigkeit nicht m├Âglich ist, wird zur Berechnung des wahren Querschnitts Strue die Methode der Volumenkonstanz (Formel 1) (Bild "Basis der Volumenkonstanz") herangezogen. Zu beachten ist allerdings, da├č die Formel 1 nur bis zum Beginn der lokalen Einschn├╝rung (bei RT-Versuchen im Allgemeinen bis Ag) herangezogen werden kann. Aus Formel 1 ergibt sich f├╝r die Berechnung des wahren Querschnitts Formel 2. Die wahre Spannung kf berechnet sich somit nach Formel 3 (y-Achse). Mit der wahren Dehnung ├ aus Formel 4 (x-Achse) erhalten wir dann die Flie├čkurve (Bild "Flie├čkurve").

Die Steigung der Flie├čkurve im doppelt-logarithmischen Koordinatensystem (Bild "Flie├čkurve (doppelt-logarithmisches Koordinatensystem)") entspricht dem Verfestigungsexponenten (n-Wert).

 

Auswertung des n-Werts

Bei der Auswertung ├╝ber eine Regressionsanalyse werden die Spannungs- und Dehnungswerte in die wahre Spannung kf und in die wahre Dehnung ├ (auch als logarithmische Form├Ąnderung bekannt) umgerechnet und im doppelt-logarithmischen Koordinatensystem aufgetragen. Nach dem Prinzip der kleinsten Fehlerquadrate wird durch die berechneten Kurvenpunkte eine Regressionsgerade gelegt. Ihr Anstieg ergibt dann den n-Wert. Je steiler nun diese Kurve ansteigt, desto st├Ąrker verfestigt sich der Werkstoff unter der Verformung. Im Allgemeinen weist ein n-Wert gr├Â├čer als 0,22 auf eine zufriedenstellende Streckziehf├Ąhigkeit hin.

Beispiele von n-Werten verschiedener Materialien

Stahl n-Wert
Tiefziehstahl DC04 ~0,22
IF-Stahl DC06 ~0,24
Isotroper Stahl H250G1 ~0,19
TRIP-Stahl TRIP700 ~0,25
Dualphasenstahl H300X ~0,15
Nichtrostender Stahl X5CrNi18-10 ~0,37
Aluminium AlMg5Mn (weich) ~0,32
Aluminium AlSi1,2Mg0,4 (T4) ~0,36
Kupfer Cu 0,3 - 0,4
Bronze CuSn 0,3-0,6
Messing CuZn37 weich ~0,44

 

n-Wert Ermittlung mit dem videoXtens T-160 HP

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