DIN 50106-2016 Testing of metallic materials - Compression test at room temperature《金属材料的检验 室温下的压力试验》.pdf

1、November 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 77.040.10!%YBW“2543152www.din.deDIN 50106Prfung metallischer Werkstoffe Druckversuc

2、h bei RaumtemperaturTesting of metallic materials Compression test at room temperatureEssais des matriaux mtalliques Essai de compression temprature ambianteAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 50106:1978-12www.beuth.deGesamtumfang 23 SeitenDDIN-Normenausschuss

3、Materialprfung (NMP)DIN-Normenausschuss Wlz- und Gleitlager (NAWGL)DIN 50106:2016-11 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Formelzeichen und Benennungen . 8 5 Proben . 10 6 Versuchsanordnung . 10 7 Versuchsdurchfhrung 11 8 Bestimmung der Kennwer

4、te . 12 8.1 Allgemeines . 12 8.2 Bestimmung der oberen Quetschgrenze . 12 8.3 Bestimmung der unteren Quetschgrenze . 12 8.4 Bestimmung von Stauchgrenzen 12 8.5 Bestimmung der Druckspannung bei vorgegebener maximaler Stauchung . 13 8.6 Bestimmung der Druckfestigkeit . 13 8.7 Bestimmung der Bruchstauc

5、hung . 13 8.8 Ausbauchung . 13 9 Prfbericht . 14 Anhang A (informativ) Abschtzung der Messunsicherheit 18 A.1 Einleitung . 18 A.2 Abschtzung der Messunsicherheit 18 A.2.1 Allgemeines . 18 A.2.2 Typ A durch wiederholte Messungen 18 A.2.3 Typ B aus anderen Quellen, z. B. aus Kalibrierzeugnissen oder f

6、estgelegten Toleranzen 19 A.3 Kombinierte Standardmessunsicherheit der Kennwerte 20 A.4 Werkstoff- oder prfablaufabhngige Einflussgren auf die Ergebnisse 22 Literaturhinweise . 23 DIN 50106:2016-11 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-01-42 AA Zug- und Duktilittsprfung fr Metalle“

7、des DIN-Normenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet. Nach dieser Norm knnen Druckversuche bei Raumtemperatur (10 C bis 35 C) an allen metallischen Werkstoffen durchgefhrt werden. Die Formelzeichen und ihre Benennungen dieser Norm wurden an DIN EN ISO 6892-1 (Metallische Werkstoffe Zugversuch P

8、rfverfahren bei Raumtemperatur) angelehnt und sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Um Verwechselungen mit den Formelzeichen der DIN EN ISO 6892-1 zu vermeiden, wurden zur deutlichen Unterscheidung die Formelzeichen fr Stauchungen, Krfte und Spannungen um den Index d“ erweitert. In Druckversuchen sind

9、 die Zahlenwerte der Krfte und Spannungen negativ. In dieser Norm wird das Vorzeichen nicht bercksichtigt. Bei Vergleichen der Versuchsergebnisse z. B. mit Werten aus Zugversuchen knnen zur eindeutigen Unterscheidung die Minuszeichen aber hinzugefgt werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, da

10、ss einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 50106:1978-12 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) komplette berarbeitung und Neugliede

11、rung der Norm; b) Neueinfhrung/nderung der verwendeten Begriffe und Formelzeichen (in Anlehnung an DIN EN ISO 6892-1); c) Festlegung der Vorzeichen fr Krfte, Spannungen und Stauchungen; d) berarbeitung der Fertigungstoleranzen und Oberflchenqualitten der Proben und Druckstempel; e) berarbeitung der

12、Anforderungen an die Probenpositionierung und Krafteinleitung; f) Ersatz der natrlichen“ Quetschgrenze durch die obere und untere Quetschgrenze; g) die Versuchsfhrung erfolgt durch Regelung der Stauchung oder des Traversenwegs; h) die Versuchsgeschwindigkeiten wurden an DIN EN ISO 6892-1 angelehnt (

13、0,000 25 s1 und 0,006 7 s1); i) die Bestimmung von Stauchgrenzen bei stufenweiser Beanspruchung“ wurde gestrichen; j) Anhang A Abschtzung der Messunsicherheit“ wurde neu eingefgt; k) konstruktive Beispiele fr eine Druckvorrichtung und Zentrierhilfe wurden aufgenommen. Frhere Ausgaben DIN DVM A 106 =

14、 DIN 50106: 1933-02, 1960-11 DIN 50106: 1978-12 DIN 50106:2016-11 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr den Druckversuch bei Raumtemperatur an allen metallischen Werkstoffen und dient zur Beurteilung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens des untersuchten Werkstoffes. Dazu wird eine zylindris

15、che Druckprobe mit dem Anfangsquerschnitt Sostetig belastet und die dabei auftretende Druckkraft und Stauchung gemessen. Nach dieser Norm werden das Spannung/Verformung-Verhalten und die daraus ermittelbaren Kennwerte bestimmt. Bestehen fr bestimmte Werkstoffe oder Erzeugnisformen besondere Vorschri

16、ften oder Prfnormen, sind diese zu bercksichtigen, oder die Prfung ist nach der entsprechenden Norm durchzufhren. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verw

17、eisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 1101, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Geometrische Tolerierung Tolerierung von Form, Richtung, Ort und Lauf DIN

18、 EN ISO 6892-1, Metallische Werkstoffe Zugversuch Teil 1: Prfverfahren bei Raumtemperatur DIN EN ISO 7500-1, Metallische Werkstoffe Kalibrierung und berprfung von statischen einachsigen Prfmaschinen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Kalibrierung und berprfung der Kraftmesseinrichtung DIN EN ISO 951

19、3, Metallische Werkstoffe Kalibrierung von Lngennderungs-Messeinrichtungen fr die Prfung mit einachsiger Beanspruchung 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Durchmesser d Durchmesser der Druckprobe, der fr Flchenberechnungen genutzt wird 3.1.1 Anfangsdurchme

20、sser doDurchmesser der Druckprobe vor der Belastung, errechnet aus dem Mittelwert von zwei um 90 versetzten Messungen in der Probenmitte Anmerkung 1 zum Begriff: Der Probenquerschnitt vor der Belastung Sowird mit diesem Durchmesser berechnet (So= /4 .do2). DIN 50106:2016-11 5 3.1.2 Stauchdurchmesser

21、 duDurchmesser der Druckprobe nach der Belastung, errechnet aus dem Mittelwert von zwei um 90 versetzten Messungen in der Probenmitte Anmerkung 1 zum Begriff: Der Probenquerschnitt nach der Belastung Suwird mit diesem Durchmesser berechnet (Su= /4 .du2). 3.2 Anfangsmesslnge L Messbasis der Lngennder

22、ungsmessung 3.2.1 Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung LeMessbasis der Lngennderungs-Messeinrichtung, die zum kontinuierlichen Messen der Lngennderung whrend des Versuches direkt an der Probe benutzt wird 3.2.2 Anfangsmesslnge der Probe LoHhe der Druckprobe hovor der Belastung, wenn die

23、 Lngennderung ber die Verschiebung der Druck-stempel gemessen wird (Lo= ho) 3.3 Lngennderung L nderung der Anfangsmesslnge infolge der Probenbelastung 3.3.1 Lngennderung der Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung Lenderung von Lezu jedem Zeitpunkt des Versuches mit der Lngennderungs-Messe

24、inrichtung direkt an der Probe gemessen 3.3.2 Lngennderung der Anfangsmesslnge der Probe Londerung von Loder Probe zu jedem Zeitpunkt des Versuches als Verschiebung der Druckstempel gemessen 3.3.3 Lngennderung der Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung bei Probenbruch LeBgesamte Lngennder

25、ung (elastische und plastische) bei Probenbruch, ermittelt direkt an der Probe 3.3.4 Lngennderung der Anfangsmesslnge der Probe bei Probenbruch LoBgesamte Lngennderung (elastische und plastische) bei Probenbruch, ermittelt ber die Verschiebung der Druckstempel DIN 50106:2016-11 6 3.4 Stauchung edpro

26、zentuale Lngennderung der Anfangsmesslnge (Leoder Lo) d= ee 100 (ermittelt mit einer Lngennderungs-Messeinrichtung direkt an der Probe) (1) oder d= oo 100 (ermittelt ber die Verschiebung der Druckstempel) (2) Anmerkung 1 zum Begriff: Mit dem Begriff Stauchung ist die technische Stauchung“ gemeint. A

27、nmerkung 2 zum Begriff: Die Stauchung edist die Summe aus elastischer und plastischer Stauchung. 3.4.1 elastische Stauchung der Anfangsmesslnge edereversibler Anteil der Stauchung 3.4.2 plastische Stauchung der Anfangsmesslnge edpum den elastischen Anteil verminderte Gesamtstauchung zu einem beliebi

28、gen Zeitpunkt des Versuches 3.4.3 Bruchstauchung edBprozentuale Lngennderung der Anfangsmesslnge (Leoder Lo) bei Probenbruch dB= eBe 100 (ermittelt mit einer Lngennderungs-Messeinrichtung direkt an der Probe) (3) oder dB= oBo 100 (ermittelt ber die Verschiebung der Druckstempel) (4) 3.5 Druckkraft F

29、dDruckkraft zu einem beliebigen Zeitpunkt whrend des Versuchs DIN 50106:2016-11 7 3.6 Druckspannung RdQuotient aus der Druckkraft Fdund dem Anfangsquerschnitt Soin jedem Augenblick des Druckversuches d= do(5) Anmerkung 1 zum Begriff: Mit dem Begriff Spannung ist die technische Spannung“ gemeint. 3.6

30、1 Quetschgrenze Druckspannung nach bergang von elastischem zu plastischem Verhalten im Fall einer Verformung ohne bzw. mit geringer Zunahme der Druckspannung 3.6.2 obere Quetschgrenze RdeHhchste Druckspannung am Ende des elastischen Bereiches, bevor die erste deutliche Kraftverringerung auftritt An

31、merkung 1 zum Begriff: Siehe dazu Bild 3. 3.6.3 untere Quetschgrenze RdeLkleinste Druckspannung nach dem elastischen Anstieg whrend des plastischen Flieens, wobei Einschwing-erscheinungen nicht bercksichtigt werden Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe dazu Bild 3. 3.6.4 Stauchgrenze RdpDruckspannung bei v

32、orgegebener plastischer Stauchung Anmerkung 1 zum Begriff: Der Index wird um den Zahlenwert der vorgegebenen plastischen Stauchung ergnzt. Rdp0,2bezeichnet die Druckspannung, durch die eine plastische Stauchung von 0,2 % hervorgerufen wird. 3.6.5 Druckspannung bei vorgegebener maximaler Stauchung Rd

33、mQuotient aus der Druckkraft Fdund dem Anfangsquerschnitt Sobei Erreichen der Soll-Stauchung am Versuchsende Anmerkung 1 zum Begriff: Der Index wird um den Zahlenwert der vorgegebenen maximalen Stauchung ergnzt. Rdm10bezeichnet die Druckspannung, durch die eine vorgegebene Stauchung von 10 % hervorg

34、erufen wird. Diese Stauchung ist die Summe aus elastischer und plastischer Stauchung. 3.6.6 Druckfestigkeit RdBDruckspannung bei Probenbruch in zwei (oder mehr) Teile DIN 50106:2016-11 8 3.7 Ausbauchung Y grte prozentuale Querschnittsnderung der Druckprobe nach Ende des Versuchs im entlasteten Zusta

35、nd = (u o)o 100 (9) Anmerkung 1 zum Begriff: An gebrochenen Proben und Proben mit inhomogener Verformung wird die Ausbauchung nicht bestimmt. 3.8 Prfgeschwindigkeiten 3.8.1 Stauchgeschwindigkeit dZunahme der mit einer Lngennderungs-Messeinrichtung in der Anfangsmesslnge Leoder Logemessenen Stauchung

36、 je Zeiteinheit 3.8.2 Traversengeschwindigkeit cTraversenweg je Zeiteinheit 4 Formelzeichen und Benennungen Die fr die Anwendung dieser Norm relevanten Formelzeichen und ihre Benennungen wurden an DIN EN ISO 6892-1 angelehnt und sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Um Verwechselungen mit DIN EN ISO 6

37、892-1 zu vermeiden, wurden zur deutlichen Unterscheidung einige Formelzeichen dieser Norm um den Index d“ erweitert. Tabelle 1 Formelzeichen und Benennungen (1 von 2) Formel-zeichen Einheit Benennung Proben- und Gerteabmessungen domm Anfangsdurchmesser dumm Stauchdurchmesser dsmm Stempeldurchmesser

38、Lemm Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung Lemm Lngennderung der Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung LeBmm Lngennderung der Anfangsmesslnge der Lngennderungs-Messeinrichtung bei Probenbruch Lomm Anfangsmesslnge der Probe Lomm Lngennderung der Anfangsmesslnge der Probe LoBmm

39、 Lngennderung der Anfangsmesslnge der Probe bei Probenbruch DIN 50106:2016-11 9 Tabelle 1 Formelzeichen und Benennungen (2 von 2) Formel-zeichen Einheit Benennung homm Hhe der Druckprobe Rzm Gemittelte Rautiefe der Probenoberflche Somm2Probenquerschnitt vor der Belastung Summ2 Probenquerschnitt nach

40、 der Belastung Verformung ed% Stauchung ede% Elastische Stauchung der Anfangsmesslnge edp% Plastische Stauchung der Anfangsmesslnge edB% Bruchstauchung ds-1Stauchgeschwindigkeit fms-1Messfrequenz cmm.s-1Traversengeschwindigkeit Y % Ausbauchung Kraft, Spannung Fd N Druckkraft RdMPa Druckspannung RdeH

41、MPa Obere Quetschgrenze RdeLMPa Untere Quetschgrenze RdpMPa Stauchgrenze RdmMPa Druckspannung bei vorgegebener maximaler Stauchung RdB MPa Druckfestigkeit mdE MPa Steigung des elastischen Teils der Druckspannung-Stauchung-Kurve Messunsicherheit a Hlfte der Spannbreite einer Toleranz k Erweiterungsfa

42、ktor n Anzahl der Einzelmessungen q einzelner Messwert arithmetischer Mittelwert mehrerer Messwerte s Standardabweichung einer Messreihe u Standardmessunsicherheit ucKombinierte Standardmessunsicherheit U Erweiterte Messunsicherheit DIN 50106:2016-11 10 5 Proben Die Versuche werden an Rundproben dur

43、chgefhrt. Falls nicht anders vereinbart, sind die Proben maschinell zu fertigen. Die Stirnflchen mssen planparallel geschliffen werden (Rz 1,6 m), die Mantelflche kann gedreht oder geschliffen werden (Rz 3,2 m). Die Abweichung von der Zylinderform und die Abweichung der Rechtwinkligkeit der Stirnflc

44、hen zur Probenachse (Form- und Lagetoleranzen nach DIN EN ISO 1101) drfen hchstens 0,02 mm oder 0,000 5 mm/mm bezogen auf den Probendurchmesser betragen, es gilt der grere Wert. Das Hhen-Durchmesserverhltnis der Druckproben wird auf 1 2 (6) festgelegt. ANMERKUNG Bei Verwendung grerer Hhen-Durchmesse

45、rverhltnisse steigt das Risiko versuchstechnischer Probleme wie Biegen oder Knicken. Messergebnisse aus Versuchen mit unterschiedlichen Probengeometrien sind nur bedingt vergleichbar. Nach der Probenfertigung ist an jeder Probe der Durchmesser und die Anfangshhe der Druckprobe auf 0,2 % zu messen. D

46、er Anfangsdurchmesser dowird durch Mittelwertbildung von zwei um 90 versetzten Messungen in Probenmitte berechnet. Die Probenhhe hodarf durch eine einmalige Messung bestimmt werden. 6 Versuchsanordnung Die Versuche sind in einer Universal- bzw. Druckprfmaschine DIN EN ISO 7500-1 Klasse 1 mit Hilfe e

47、iner Druckvorrichtung durchzufhren. Ein Beispiel fr eine geeignete Druckvorrichtung ist in Bild 1 gegeben. Es sind plangeschliffene Druckstempel (Rz 1,6 m) zu verwenden. Die Kontaktflchen der Druckstempel mssen gegenber der Probe einen hheren Hrtewert aufweisen, so dass keine plastische Verformung d

48、er Druckstempelflchen auftritt. Die Druckstempel sind so auszurichten, dass ihre Lngsachse mit der Belastungsachse der Prfmaschine bereinstimmt. Bei starr ausgefhrten Druckstempeln ist vor Versuchsbeginn die Parallelitt der beiden Proben-Kontaktflchen der Druckstempel zu bestimmen. Sie darf maximal um 0,02 mm oder 0,000 5 mm/mm bezogen auf den Probendurchmesser abweichen, es gilt der grere Wert. Die Anforderung an die Parallelitt der Probenkontaktflchen der Druckstempel ist nur ausreichend erfllt, wenn die Proben whrend de