Baustoffkunde 5.

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Zeitdehngrenze RP


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Zeitstandfestigkeit RU

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Was ist Bruchbegünstigend?

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Welche Bruchformen gibt es?

auf was für Materialeigenschaften lassen diese schließen?

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Welche Streckgrenze wird für kaltverformter Stahl und naturharter Stahl verwendet?

δ-ε-Linie eines Stahls ohne ausgeprägter Streckgrenze
(z.B. durch kaltverformter Stahl)

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Wie wird die Bruchdehnung A berechnet?

Wovon ist diese stark abhängig und warum?

wie wirkt sich dies aus? <>

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wie wird die bei der üblichen Darstellung des δ-ε-Diagramms die auf den Ausgangsquerschnitt S0 bezogene Spannung berechnet?

Was bedeuten:

δN

δeff

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Was ist die technische Elastizitätsgrenze Rp

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Wie wird das Verformungsvermögen mach Din EN ISO 7438 im Biegversuch geprüft?


Was ist das Ziel?

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Erläutere das Bezeichnungsbeispiel 350 HBS 5/750 

Wie wird der Zusammenhang zwischen Brinellstärke und Zugfestigkeit von Stahl bestimmt?

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Erkläre das Prüfverfahren nach Brinell.

Wie wird die Brinellhärte berechnet?

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2.1.6.3 Dauerschwingfestigkeit

Nachteil Wöhlerkurve

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Beispielhafte Karteikarten für Baustoffkunde 5. an der TU München auf StudySmarter:

Baustoffkunde 5.

Zeitdehngrenze RP


Zeitdehngrenze RP
= Anfangsspannung σ0, die bei einer festgelegten Prüftemperatur T nach einer Beanspruchungsdauer tpx unter konstanter Zugbeanspruchung zu einer vorgegebenen plastischen Dehnung führt

Bezeichnungsbeispiel
RP0,02/1000/350 = … N/mm²
RP = Zeitdehngrenze
0,2 = 0,2% plastische Dehnung
1000 = Beanspruchungsdauer in h
350 = Prüftemperatur 350 °C

Baustoffkunde 5.

Zeitstandfestigkeit RU

= Anfangsspannung σ0, die bei festgelegter Prüftemperatur T nach bestimmter Beanspruchungsdauer tU unter konstanter Zugkraft zum Bruch führt

Bezeichnungsbeispiel:
RU100000/550 = … N/mm²
RU = Zeitstandfestigkeit
100.000 = Beanspruchungsdauer in h
550 = 550 °C Prüftemperatur

„100.000 – Stunden Zeitstandfestigkeit bei 550 °C“
„Die Spannung, die bei 550 °C nach 100.000 Stunden Belastungsdauer zum Bruch führt“

Baustoffkunde 5.

Was ist Bruchbegünstigend?

– tiefe Temperaturen
Mehrachsige Spannungszustände (Kerben, Bohrungen)
Ungleichmäßiges Gefüge (z.B. nicht sachgemäße Wärmebehandlung,
Schweißnähte,…)
– Geringers Verformungsvermögen hochfester Werkstoffe

Baustoffkunde 5.

Welche Bruchformen gibt es?

auf was für Materialeigenschaften lassen diese schließen?

Trennbruch (durch durchmesser) – Spröde

Scherbruch (45grad)

Einschnürbruch

Teller-Tassenbruch – zäh

Baustoffkunde 5.

Welche Streckgrenze wird für kaltverformter Stahl und naturharter Stahl verwendet?

δ-ε-Linie eines Stahls ohne ausgeprägter Streckgrenze
(z.B. durch kaltverformter Stahl)

RP0,2 = die Spannung, bei der nach Entlastung eine Dehnung von 0,2% zurückbleibt

Naturharter Stahl: RP0,01 und ReH liegen dicht zusammen
(ReH = obere Streckgrenze)

Baustoffkunde 5.

Wie wird die Bruchdehnung A berechnet?

Wovon ist diese stark abhängig und warum?

wie wirkt sich dies aus? <>

 aus bleibender Verformung nach dem Bruch
A = (LU – L0) / L0
LU = Messlänge nach Bruch
L0 = Anfangsmesslänge

Wert der Bruchdehnung hängt stark von L0 ab (wegen örtlicher Einschnürung)

kleinerer Anfangsmesslänge: großer relativer Einfluss der Einschnürung

Baustoffkunde 5.

wie wird die bei der üblichen Darstellung des δ-ε-Diagramms die auf den Ausgangsquerschnitt S0 bezogene Spannung berechnet?

Was bedeuten:

δN

δeff

δ = F / S0

Spannung = Kraft / Ausgangsquerschnitt

δN = Normalspannung (δN = F / S0)
δeff = wahre Spannung, bezogen auf den tatsächlich vorhandenen Querschnitt

Baustoffkunde 5.

Was ist die technische Elastizitätsgrenze Rp

Die „wahre“ Proportionalitätsgrenze  (δ-ε-Diagramm) messtechnisch kaum bestimmbar

z.B. Rp0,01,
D.h. die Spannung, bei der nach Entlastung eine bleibende Verformung von 0,01% besteht

Baustoffkunde 5.

Wie wird das Verformungsvermögen mach Din EN ISO 7438 im Biegversuch geprüft?


Was ist das Ziel?

Prinzip: Flach- oder Rundstab durch 2 Rollen biegen

a) Messen des Winkels bei 1. Riss
b) vorgegebenen Winkel biegen
Anschließend feststellen: Riss? ja/nein

Ziel: ausreichende Verformbarkeit zur Vermeidung unangekündigter Brüche

Bsp. Baustähle: Biegewinkel 180° Dorn Ø 2d

Betonstähle : Biegewinkel 90°
(Rückbiegeversuch) altern (30 min bei 250 °C)
abkühlen
Rückbiegen Forderung: kein Bruch, keine Anrisse

Baustoffkunde 5.

Erläutere das Bezeichnungsbeispiel 350 HBS 5/750 

Wie wird der Zusammenhang zwischen Brinellstärke und Zugfestigkeit von Stahl bestimmt?

* eingeführt nach Umstellung des Einheitssystems von Kp auf N 

Bezeichnungsbeispiel 350 HBS 5/750

350 = Brinellhärte 

S = Stahlkugel 

5 = D in mm 

750 = Prüfkraft 7,355 kN —> 7,355 kN / 9,81 = 750N

Aus statistischer Untersuchungen ungefähren Zusammenhang zwischen Brinellstärke und Zugfestigkeit von Stahl bestimmen: Rm = 3,5 (± 0,1) x HBS
Für Beanspruchungsgrad 30
Beanspruchungsgrad = 0,102 x F / D²

Baustoffkunde 5.

Erkläre das Prüfverfahren nach Brinell.

Wie wird die Brinellhärte berechnet?

Prinzip: gehärtete Kugel (Stahl oder Hartmetall) mit Ø D wird mit
bestimmter Prüfkraft F in Probe gedrückt
—> Oberfläche des bleibenden Eindrucks ermitteln (aus Messung des
Durchmessers)
—> Brinellhärte ausrechnen aus
HBS = Konstante* x (Prüfkraft / Oberfläche des Eindrucks)
HBS = 0,102 x ((2 x F) / π x D (D – √D² – d²))

Baustoffkunde 5.

2.1.6.3 Dauerschwingfestigkeit

Nachteil Wöhlerkurve

Nachteil Wöhlerkurve

Aussage gilt nur für eine Mittelspannung
Weitgehende Aussage aus Dauerfestigkeitsschaubildern: Zusammenhang zwischen σm, σA, σO, σU
vgl. B. 39 Im stark umrandeten Bereich kein Dauerbruch

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