Zugprüfung von Metallblechen

Weltweit stehen im Automobilbereich die Bemühungen um eine Gewichtssenkung mit dem Ziel der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und einer daraus resultierenden Senkung der Abgasemissionen im Zentrum der Aufmerksamkeit. Zur Fertigung von Rahmen und Aufbau werden unterschiedliche Stahlsorten verwendet. Zugprüfungen tragen dabei zu einem verbesserten Verständnis der Eigenschaften neuer Werkstoffe bei, die im Automobilbau zum Einsatz kommen.

Unter der Bezeichnung AHSS (Advanced High-Strength Steels) wird eine neue Generation von hochfesten Hochleistungsstählen entwickelt und gefertigt, um die Nachfrage der Automobilindustrie nach hochwertigem Stahl zu befriedigen. Gleichzeitig arbeiten Automobilhersteller auch mit Aluminiumherstellern zusammen, um den Anteil von Aluminium im Automobilbau zu erhöhen. Aluminium zeichnet sich durch eine niedrige Dichte, hervorragende Verformbarkeit, Korrosionsfestigkeit und hohe Festigkeit aus.

Bestimmung der r- und n-Werte

CHALLENGE

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Anlass der Entwicklung in der Blechproduktion ist gegenwärtig die Forderung nach höherer Festigkeit bei möglichst geringem Einfluss auf die Verformbarkeit. Maßgeblich vorangetrieben wird diese Entwicklung hin zu höherer Festigkeit von der Automobilindustrie, die dünnere und leichtere Werkstoffe für die Automobilfertigung benötigt, mit denen der Abgasausstoß insgesamt gesenkt werden kann. Plastisches Dehnungsverhältnis (r-Wert) und Verfestigungskoeffizient (n-Wert) sind wichtige mechanische Eigenschaften, die die Verformbarkeit dieser Metalle bestimmen.

SOLUTION

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In einem Zugversuch können diese Verformbarkeitseigenschaften mit Hilfe der Software Bluehill® Universal automatisch bestimmt werden. Zur Bestimmung des n-Werts muss die Axialdehnung nach Erreichen der Streckgrenze gemessen werden, und muss bei oder zwischen den Dehnungswerten bestimmt werden. Traditionelle berührende Dehnungsaufnehmer werden während der Prüfung abgenommen, und ihr Gesamtmessweg kann eingeschränkt sein. Mit neuester Technologie, z.B. mit dem Advanced Video Extensometer (AVE 2) oder dem AutoXBiax, kann die Dehnung während der gesamten Prüfung mit höchster Genauigkeit gemessen werden. Zur Bestimmung des r-Werts muss auch die Querdehnung gemessen werden, was üblicherweise mit einem zusätzlichen Dehnungsaufnehmer erfolgt. Axial- und Querdehnung können mit beiden genannten Aufnehmern (AVE 2 oder AutoXBiax) gleichzeitig gemessen werden.

Aufrechterhaltung der Dehnungsrate

CHALLENGE

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Die mechanischen Eigenschaften einiger Metalle werden von der Prüfgeschwindigkeit beeinflusst und sind deshalb 'dehnungsgeschwindigkeitsabhängig'. Bei der üblichen Steuerung der Dehnungsgeschwindigkeit oder Traversenverfahrgeschwindigkeit beeinflusst die Gesamtsteifigkeit der Prüfmaschine die Dehnungsgeschwindigkeit, was zu Abweichungen der Prüfergebnisse führt. Die Steuerung der Dehnungsgeschwindigkeit setzt sich daher immer mehr durch, da dadurch die Ergebnisse vergleichbarer werden und die Prüfungen schneller durchgeführt werden können;

Solution

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Die Verwendung eines 'steifen' Prüfrahmens und Spannzeugs ist ausschlaggebend, um die engen Toleranzen der Dehnungsgeschwindigkeit einzuhalten. Die Instron-Steuer- und Regelungstechnologie sorgt in Verbindung mit der Software Bluehill® Universal mit automatischer Regleroptimierung für eine stabile Dehnungsregelung und entspricht den Vorgaben der Normen ISO 6892-1, ASTM E8/E8M und GB/T 228.1.

Vorteile einer Dehnungsregelung

  • Die Prüfergebnisse sind wiederholbarer und vergleichbarer - zuverlässige Ergebnisse unabhängig von der verwendeten Prüfmaschine
  • Höhere Effizienz - Minimierung des Zeitaufwands pro Prüfung und Senkung der Einrichtzeiten
  • Bei Verwendung eines Instron-Prüfsystems muss keine Optimierung mit einer Probe erfolgen
  • Ihr Prüflabor wird zukunftssicher
   
ISO6892-1 ASTM E8/E8M
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