Treksterkte
De treksterkte Rm (ook scheursterkte) is een karakteristieke materiaaleigenschap voor de evaluatie van de sterkte. De treksterkte is de maximale mechanische trekspanning tot waar een sample belast kan worden. Wanneer de treksterkte overschreden wordt, breekt het materiaal: de absorptie van krachten neemt af tot het materiaal uiteindelijk scheurt. Het materiaal ondergaat echter (residuele) plastische vervorming vooraleer de echte treksterkte bereikt wordt.
Berekening Verschillende materialen Hardheidsniveau Bijkomende karakteristieke waarden Voorbeelden Testmachines Trektest Vloeigrens
Wat is de treksterkte?
De treksterkte Rm wordt bepaald met een trektest (bv. volgens de ISO 6892 normenreeks (voor metalen), of de ISO 527 normenreeks (voor kunststoffen en composieten)).
De treksterkte wordt berekend uit de maximaal bereikte trekkracht Fm en de oppervlakte van de doorsnede van het sample bij het begin van de test:
Treksterkte Rm = maximale trekkracht Fm / doorsnede sample S0
De treksterkte wordt uitgedrukt in Mpa (megapascal) of N/mm².
In het spanning/rekdiagram (ook spanning/rekcurve), wordt de trekspanning van het sample uitgezet ten opzichte van de relatieve verandering in lengte tijdens de trektest.
Deze curve wordt gebruikt voor het afleiden van de verschillende karakteristieke waarden van het te testen materiaal: bijvoorbeeld het elastische gedrag of de treksterkte. In het spanning/rekdiagram is de treksterkte de maximale spanningswaarde bereikt tijdens de trektest na stijging van de trekspanning.
De treksterkte bij verschillende hardingsniveaus
Voor metalen met een uitgesproken vloeigrens wordt de maximale trekkracht gedefinieerd als de hoogste kracht voorbij de bovenste vloeigrens. De maximale trekkracht voorbij de vloeigrens kan ook onder de vloeigrens liggen bij matig koudverstevigde materialen, daarom is de treksterkte in dit geval lager dan de waarde van de bovenste vloeigrens.
De spanning/rekcurve rechts toont een curve met een hoge koudversteviging (1) en met een zeer lage koudversteviging (2) na de vloeigrens.
Voor kunststoffen met een vloeigrens en daaropvolgende spanning daarentegen komt de treksterkte overeen met de spanning bij de bovenste vloeigrens.
Bijkomende karakteristieke waarden voor de evaluatie van de sterkte
Voor de evaluatie van de sterkte worden verder bovenste en onderste vloeigrenzen, breuksterkte of scheursterkte bepaald naast de treksterkte.
De vloeigrens wordt over het algemeen gebruikt om de spanning te beschrijven bij de overgang tussen elastische en plastische vervorming. Het is de gangbare benaming voor de elasticiteitsgrens, bovenste en onderste vloeigrens (trektest), vloeigrens in drukrichting (druktest), buigvloeigrens (buigtest) of torsievloeigrens (torsietest).
Bijkomende rekgrenzen zijn spanningen die al een bepaalde residuele of totale verlenging bevatten. Ze worden gebruikt bij metalen om de continue transitie van het elastische naar het plastische gebied te beschrijven.
De term vloeigrens wordt vaak gebruikt in reologie en beschrijft de spanningswaarde waarbij het materiaal begint te vloeien (in het bijzonder bij kunststoffen). De vloei wordt gekarakteriseerd door het feit dat plastische, dus irreversibele, vervorming van het materiaal optreedt wanneer de vloeigrens overschreden wordt.
Bij vele materialen neemt de kracht en daarmee de nominale trekspanning af nadat de maximale kracht Fm wordt bereikt, tot het sample breekt of scheurt. De breukkracht ten opzichte van de initiële doorsnede wordt ook breuksterkte of scheursterkte genoemd. Ze is een belangrijke parameter, in het bijzonder voor kunststoffen. Bij brosse metalen, elastomeren en stijve kunststoffen zonder vloeigrens valt de scheursterkte over het algemeen samen met de treksterkte.
Voorbeeldwaarden voor de treksterkte van metalen
| Materiaalnaam | Materiaalnr. | Oude benaming | Rm | Rp0.2 |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 1,0037 | St37-2 | 360 | 235 |
| S275JR | 1,0044 | St44-2 | 430 | 275 |
| S355J2G3 | 1,0570 | St52 -3N | 510 | 355 |
| C22E | 1,1151 | Ck22 | 500 | 340 |
| 28Mn6 | 1,1170 | 28Mn6 | 800 | 590 |
| C60E | 1,1221 | 850 | 580 | |
| X20Cr13 | 1,4021 | 750 | 550 | |
| X17CrNi16-2 | 1,4057 | 750 | 550 | |
| X5CrNi18-10 | 1,4301 | V2A | 520 | 210 |
| X2CrNiMo17-12-2 | 1,4404 | V4A | 520 | 220 |
| X2CrNiMoN17-13-3 | 1,4429 | 580 | 295 | |
| 30CrNiMo8 | 1,6580 | 1250 | 1050 | |
| 34CrMo4 | 1,7220 | 34CrMo4 | 1.000 | 800 |
| 42CrMo4 | 1,7225 | 1100 | 900 | |
| S420N | 1,8902 | StE420 | 520 | 420 |
Vaak gestelde vragen over treksterkte
De treksterkte verwijst naar de maximale trekspanning die een materiaal kan ondergaan vooraleer permanente vervorming of breuk optreedt. De treksterkte is dus een belangrijke karakteristieke materiaalwaarde voor de evaluatie van de sterkte van een materiaal. Hoe hoger de treksterkte van een materiaal is, hoe beter het bestand is tegen trekkrachten.
De treksterkte wordt normaal gezien uitgedrukt in megapascal (Mpa) of newton per vierkante millimeter (N/mm²). Ze geeft weer hoeveel kracht per oppervlakte-eenheid nodig is om een materiaal uit te rekken of te scheuren.
De treksterkte wordt berekend uit de maximaal bereikte trekkracht Fm en de oppervlakte van de doorsnede van het sample bij het begin van de test:
Treksterkte Rm = maximale trekkracht Fm / doorsnede sample S0
De treksterkte wordt uitgedrukt in Mpa (megapascal) of N/mm².