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Tensile testing according to EN 10002-1 is one of the basic mechanical tests to characterise the mechanical properties of metallic materials. This testing procedure has been regularly under development for many decades in order to modify and amend it and to bring it up to an up to date standard. Today tensile testing for quality control in metals manufacturing industry is routinely performed automatically with computer controlled testing machines. Due to economical needs of industry proposals were made by a European Standard Committee to amend the standard EN 10002-1. A European research project with the acronym TENSTAND was started to validate the proposed modifications of the tensile testing standard. The work package 4 of the project was to validate the machine control characteristics. A comparison test program was started with ten partners, 4 test piece geometries and 3 test parameters for 6 materials, partly with upper and lower yield strength and partly with 0.2 % proof strength to compare experimental results according to the proposal to modify the standard EN 10002-1. Initially testing in the strain control mode was introduced as well as switching of the control mode to crosshead control 1 and switching of the testing speed at appropriate points during the test. The comparison test was evaluated statistically and scientifically. The following conclusions were derived from the comparison test and summarised as recommendations to the standard committees. The scatter of the material properties were not significantly reduced by introducing the amended testing procedure. Few of the reasons for the continuously observed scattercan be identified as follows: The material properties are observed to be widely dependent on the testing speed. As a consequence the range for the allowed testing speed must be reduced. The closed loop control was not optimised sufficiently in some tests, the use of complicated testing machine software led to misinterpretation of software commands, individual testing equipment and implementation of the tensile testing procedure led also to scatter of the material properties which lay in a range of few percent. This is blurred by the inhomogeneity of the material.
Zusätzliche Aussagen zum Werkstoffverhalten wie auch über werkstoffmechanischen Mechanismus von Bruchvorgängen überhaupt werden vom instrumentiert geführten Kerbschlagversuch in Kombination mit eingehender fraktographischer Auswertung erwartet. Ziel ist die Ermittlung von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen (F) f, auch bei unterschiedlichen Temperaturen.
Der TMF-Versuch - Einfluss der Versuchseinrichtung und der Versuchsführung auf die Ergebnisse
(2003)
Summary
TMF (Thermomechanical-Fatigue) ist ein zyklisches Werkstoffprüfverfahren, das mit der Weiterentwicklung der Hochtemperaturwerkstoffe an Bedeutung gewonnen hat und Grundlage für die Auslegung vieler mechanisch/thermisch beanspruchter Bauteile ist (z.B. Abgasanlagen, Triebwerkskomponenten). Die Probe wird dabei wie beim LCFVersuch (Low-Cycle-Fatigue [1]) mechanisch belastet und zusätzlich einem thermischen Zyklus unterworfen. Der TMF-Versuch unterscheidet sich also von anderen Prüfverfahren hauptsächlich in der Temperaturführung, und es liegt daher nahe, bewährte Prüfeinrichtungen zu modifizieren und für TMF-Untersuchungen einzusetzen. Die veränderte Versuchsführung beeinflusst jedoch das gesamte Prüfsystem. An ausgewählten Beispielen werden die Auswirkungen auf die Prüfergebnisse gezeigt.
In den letzten Jahren hat es viele Anstrengungen gegeben, eine TMF-Norm zu erarbeiten (ISO/ASTM [2]), aber bisher existieren nur unvollständige Entwürfe, so dass in Industrie und Forschung eigene Standards entwickelt wurden, die hinsichtlich Probendesign, Equipment, Testprozedur und Toleranzen in erster Linie den eigenen Anforderungen genügten. Eine Vergleichbarkeit der Versuchsergebnisse ist somit nur bedingt möglich, zumal, wie Voruntersuchungen zeigten, die Versuchsführung die Versuchsergebnisse drastisch beeinflussen kann.
Wegen der Dringlichkeit der Harmonisierung auf dem Gebiet der TMF-Normung wurden die Aktivitäten durch ein EU-Forschungsprojekt (TMF-STANDARD) beschleunigt. Ziel dieser Untersuchung ist die Festlegung sinnvoller Toleranzen für die Versuchsparameter. Das Ergebnis dieser Arbeit soll später Eingang in eine ISO-TMF-Norm finden. Über die Arbeiten auf diesem Gebiet wird unter 3. Das Verfahren hingewiesen.