Baustoffkunde 5. an der TU München

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

δ = F / S0

Spannung = Kraft / Ausgangsquerschnitt

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

 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

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

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)

Trennbruch (durch durchmesser) - Spröde

Scherbruch (45grad)

Einschnürbruch

Teller-Tassenbruch - zäh

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

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))

* 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

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

= 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“

vom  Ausgangsquerschnitt S0

L 0 = k x √S0

Festlegung für k: k = 5,65

Falls L0 zu klein, anderer Faktor k erlaubt, z.B. k = 11,3
bei kreisförmigem Querschnitt mit Probendurchmesser d:

  L 0 = k x √((π x d²) / 4)