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Labor Werkstofftechnik

Versuche zum Praktikum Werkstofftechnik:

1. Zugversuch

Der Zugversuch (DIN 10002) ist einer der wichtigsten Versuche und gehört zur zerstörenden Werkstoffprüfung. Dabei wird das mechanische Werkstoffverhalten ermittelt und als Ergebnis ein Kraft/Weg-Diagramm bzw. ein Spannungs/Dehnungs-Diagramm aufgezeichnet.

Hieraus lassen sich die für die Bauteilauslegung wichtigen Kennwerte wie z. B.: E-Modul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung etc. ableiten.

Im Praktikum werden die 4 zylindrischen Proben aus Baustahl, die beim Praktikum „Härten“ erstellt wurden, in einer Universalzugprüfmaschine mit einer gesteigerten Belastung in axialer Richtung bis zum Versagen beansprucht. Anhand der unterschiedlichen Diagramme wird der Einfluss der verschiedenen Wärmebandlungen auf die Proben verdeutlicht. In einer Diskussion müssen die Studenten die Ergebnisse beurteilen und aus der Theorie ableiten.

2. Wärmebehandlung von Stählen

Bei der Wärmebehandlung werden die Bauteile unterschiedlichen Temperatur-veränderungen unterworfen. Eisenwerkstoffe nehmen bei unterschiedlichen Temperaturen verschiedene kristalline Zustände ein, die sich in gravierend unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften wiederspiegeln.

An jeweils einer Zugprobe wird im Praktikum folgenden Wärmebehandlungen durchgeführt:

Probe 1 bleibt im Ausgangszustand (Referenzprobe), die Proben 2 bis 4 werden auf 900 °C durchgehend erwärmt. Probe 2 und 3 werden in Wasser abgeschreckt und Probe 3 anschließend bei ca. 400°C angelassen. Probe 4 wird an Luft langsam abgekühlt. An Hand des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms bzw. der ZTU-Diagramme sollen die Studenten die Wärmebehandlungen beschreiben und Begriffe erläutern.

3. Härteprüfung

Bei der Härteprüfung, einer zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, wird der Widerstand eines Werkstoffes gegenüber dem Eindringen eines anderen Körpers ermittelt.
Bei allen gängigen Prüfverfahren wirkt ein geometrisch definierter Eindringkörper mit einer Prüflast eine gewisse Zeitspanne auf das Werkstück ein. Je nach Verfahren wird nach Entlastung der verbleibende Eindruck vermessen und als Maß für die Härte bestimmt.
Die im Zugversuch zerstörten Proben werden eingebettet und mit dem Mikrohärteprüfverfahren nach Vickers wird die Härte ermittelt.
Die Teilnehmer sollen dabei das Verfahren kennenlernen und ein Gefühl für das Maß der Härte entwickeln.

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