ISO 8256 | ASTM D1822 Schlagzugversuch

Für die konventionellen Schlagzugversuche nach ISO 8256 und ASTM D1822 kommen Pendelschlagwerke zum Einsatz, die in der ISO 13802 sehr detailliert festgelegt sind. Dadurch wird eine gute Vergleichbarkeit der Prüfungen über verschiedene Prüfmittel, Labore, Bediener und Standorte hinweg ermöglicht.

Das Prinzip der Messung basiert wie der Charpy Kerbschlagbiegeversuch ISO 179 / ASTM D6110 auf einem in Arbeitsvermögen und Fallhöhe festgelegten Pendelhammer, der beim Schlagen des Probekörpers einen Teil seiner kinetischen Energie abgibt. Dadurch steigt der Pendelhammer nach dem Schlag nicht mehr auf die ursprüngliche Fallhöhe auf. Die gemessene Höhendifferenz zwischen Fallhöhe und Steighöhe wird so zu einem Maß für die aufgenommene Energie. Durch die Festlegung der Fallhöhe wird auch die Auftreffgeschwindigkeit festgelegt, so dass die Prüfungen bei vergleichbaren Dehnraten stattfinden.

Eine Besonderheit der Schlagzugprüfung ist die Korrektur der Schleuderarbeit, die durch das Querjoch aufgenommen wird. Diese Korrektur basiert auf der Annahme eines elastischen Stoßes. In der Praxis liegt jedoch ein Stoß vor, der neben dem elastischen Anteil auch einen plastischen Anteil aufweist, so dass diese Korrektur eine Annäherung bleibt. Ein direkter Vergleich von Kennwerten sollte deswegen möglichst auf einer gleichen Paarung von Pendelhammer und Querjochgröße vorgenommen werden.

Jeder Pendelhammer darf in einem Bereich von 10 % bis 80 % seines Arbeitsvermögens eingesetzt werden. Sofern mehrere Pendelhammer diese Bedingung für die Prüfung eines Werkstoffs erfüllen, was aus der Überdeckung der Arbeitsbereiche der verschiedenen Pendelhammer in der Regel der Fall ist, wird der Pendelhammer mit dem größten Arbeitsvermögen verwendet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Geschwindigkeitsabfall im Schlagvorgang minimiert ist.

Die Art der Messung impliziert, dass alle Energieverluste dem Probekörper und dem Querjoch zuzurechnen sind. Aus diesem Grund ist es wichtig, alle äußeren Fehlerquellen zu minimieren, zu korrigieren, oder komplett auszuschließen. Für die Reibungsverluste, die durch Luftreibung und Reibung an den Lagerstellen des Pendelhammers zwangsläufig entstehen, gibt es enge Festlegungen in der ISO 13802, sowie Kontrollen im Rahmen der regelmäßigen Kalibrierung. Die Korrekturwerte werden vermessen und dem jeweiligen Pendelhammer zugeordnet. Wesentlich für die Qualität der Messung ist eine ausreichende Masse und schwingungsfreie Aufstellung des Pendelschlagwerks auf einem sehr stabilen Labortisch, auf einer gegen eine solide Wand verschraubte Arbeitsplatte, oder auf einem Podest aus Mauerwerk. Innere Schwingungen im Gerät werden konstruktiv minimiert. So verwendet ZwickRoell Pendelhammer mit Doppelstangen aus unidirektionalen Carbon Werkstoffen, die sehr massenarm sind und gleichzeitig eine optimale Steifigkeit der Pendelstangen bieten.