Messtechnik Werkstoff-Kennwerte von Feinblechen bestimmen

Autor / Redakteur: Peter Stipp / Udo Schnell

Feinbleche sollen gut umformbar sein, aber auch eine hohe Festigkeit haben. Um zu prüfen, ob Feinbleche diesen Anforderungen genügen, werden verschiedene Kennwerte ermittelt. Dabei werden sowohl berührende wie auch berührungslose Messgeräte eingesetzt.

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Metallzugversuch mit r- und n-Wert-Bestimmung mit Makro-Xtens (Längen­änderungsmessung) und Video-Xtens (Breitenänderungsmessung).
Metallzugversuch mit r- und n-Wert-Bestimmung mit Makro-Xtens (Längen­änderungsmessung) und Video-Xtens (Breitenänderungsmessung).
(Bild: Zwick)

Metalle zählen zu den wichtigsten Konstruktionswerkstoffen. Speziell Feinbleche sind in der Industrie weit verbreitet. Aufgrund der oft sehr hohen Anforderungen an die Endprodukte ist eine genaue Kenntnis des Werkstoffverhaltens unabdingbar. Bei Feinblechen geht es unter anderem um eine gute Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit und hohen Dehnraten.

Feinbleche sind warm- oder kaltgewalzte Bleche mit einer Stärke zwischen 0,35 und 3,0 mm. Ihre Einsatzmöglichkeiten sind äußerst vielfältig und daher sind sie in allen Industriezweigen weit verbreitet; entsprechend unterschiedlich ist das Spektrum der Anforderungen.

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Gute Umformbarkeit bei hoher Festigkeit

Zu den geforderten Prüfungen gehören Umformversuche für ein optimales Tief- und Streckziehen, Härteprüfungen zur Qualitätssicherung der Walz- und Beschichtungsprozesse sowie Schnellzerreißversuche für die Automobilindustrie zur Prüfung des Verhaltens bei hohen Dehnraten.

Eine der zentralen Forderungen der Industrie an Feinbleche ist die gute Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Zur Charakterisierung von Umform­eigenschaften wird im Zugversuch der n- und r-Wert bestimmt.

Der n-Wert (Verfestigungsexponent) wird nach der internationalen Norm ISO 10113 und der amerikanischen ASTM E 517 bestimmt. Er beschreibt das Verhalten während der Verformung über den gesamten Bereich der plastischen Dehnung.

Der r-Wert ist das logarithmische Verhältnis von Breitenformänderung zu Dickenänderung und wird nach ISO 10275 und ASTM E 646 bestimmt. Berechnet wird der mittlere r-Wert aus den Einzelwerten der Proben in unterschiedlichen Winkeln zur Walzrichtung. Dadurch lässt sich feststellen, ob sich die Bleche unter Zug anisotrop verhalten.

Für die Ermittlung der Kennwerte bietet das Unternehmen Zwick ein breites Portfolio von statischen Material-Prüfmaschinen mit entsprechenden Längen- und Breitenänderungsaufnehmern. Auch für die Probenherstellung bietet das Unternehmen den Blechdicken entsprechende Maschinen an.

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