Eine quasi-zerstörungsfreie Zähigkeitsprüfung ist möglich - mit dem
Carver von Mat-Tec
Es gibt in der Praxis immer wieder Situationen, wo die mechanischen
Eigenschaften des Werkstoffs zerstörungsfrei an einem fertigen
Bauteil oder an einer für eine Standardprüfung zu kleinen
Probe ermittelt werden sollten. Zur Abschätzung der Zugfestigkeit
ist die Härteprüfung bekannt. Wenn die Zugfestigkeit aber
nicht durch den plastischen Kollaps (Einschnürbeginn) der Zugprobe,
sondern durch die Zähigkeit des Werkstoffs bestimmt wird, wie
dies bei spröderen Werkstoffen der Fall ist, ist dieser Zusammenhang
nicht mehr gültig. Über die Zähigkeit sagen Härtewerte
praktisch nichts aus.
Mit dem Mat-Tec Carver P1 steht nun ein handliches, mobiles Prüfgerät
zur Verfügung, mit dem sich auch die Zähigkeit in weitgehend
zerstörungsfreier Weise prüfen lässt. Das Messprinzip
basiert auf dem physikalischen Zusammenhang zwischen der Zerspanbarkeit
und der Zähigkeit eines Werkstoffs. Die Erzeugung einer Furche
auf der Oberfläche des Prüflings mit einem spanabhebenden
Werkzeug erfordert eine gewisse, von der Furchenform und dem Werkstoff
abhängige Energie pro Längeneinheit. Diese korreliert
mit Kennwerten der Werkstoffzähigkeit wie Kerbschlagarbeit
und Bruchzähigkeit, sowie mit der Zerspanbarkeit. Aus dem Verlauf
der Kraft und Energie als Funktion der Furchenlänge lassen
sich deshalb Zähigkeitskennwerte abschätzen.
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| Carver P1 im Einsatz bei der Messung auf einem Aluminiumquader | Beispiele von Messkurven an Aluminium und Baustahl |
Einfache Messung
Der Mat-Tec Carver ermöglicht eine einfache Messung der zur
Aushebung eines definierten Spans benötigten Schnittenergie
als Funktion der Furchenlänge. Zur Messung wird das Gerät
fest gegen die Prüfoberfläche gedrückt oder geklemmt.
Durch Drehen der Antriebsspindel mittels einer flexiblen Welle wird
die Furche erzeugt. Dabei wird die Kraft als Funktion der Verschiebung
gemessen, auf einem Notebook gespeichert und ausgewertet.
Mat-Tec Carver - zusammen mit dem mobilen Indenter Mat-Tec Unihard
ein unschlagbares Duo, wenn es um die quasi-zerstörungsfreie
Prüfung mechanischer Werkstoffeigenschaften geht.
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| Empirische Korrelation zwischen dem Kennwert C* aus der Carver-Messkurve und der Kerbschlagarbeit für Buntmetalle | Beispiel für Verlauf des Zähigkeitskennwerts C* bei inhomogenem Material (Guss mit unterschiedlicher Korngrösse) |
Funktionsprinzip:
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| Prinzipzeichnung sowie Ansicht von unten |
Technische Daten des Typs P1 |
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| Abmessungen: | Länge 150 mm, Höhe 55 mm, Breite 43 mm |
| Gewicht: | 1.8 kg |
| Antrieb: | extern, über flexible Welle |
| Kraftbereich: | 1 - 400 N |
| Furchentiefe: | bis 1.0 mm einstellbar |
| Furchenlänge: | ca. 20 mm |
| Sensoren: | Kraft als Funktion der Zeit; Furchenlänge als Funktion der Zeit |
| Datenerfassung: | Auf Notebook-Computer oder PC |
| Ermittelte Kennwerte: | Kraft-Verschiebungs-Diagramm, Energie pro Furchenlänge und daraus abgeleitete Kennwerte |
| Auflösung bei 16Bit: | Kraft 23 mN; Verschiebung 2.5 µm |
| Genauigkeit: | Kraft: besser als ±1%, Weg: besser als ±1% |
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