1、Mai 2009DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 7DIN 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 71.060.10!$U_7“1506020www.din.deDDIN 51902Prfung
2、 von Kohlenstoffmaterialien Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Dreipunkt-Verfahren FeststoffeTesting of carbonaceous materials Determination of flexural strength by three point method Solid materialsEssais des matriaux de carbone Dtermination de la rsistance la flexion par la mthode des trois p
3、oints Matires solidesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51902:1997-11www.beuth.deGesamtumfang 9 SeitenDIN 51902:2009-05 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich. 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung 4 5 Bezeichnung 5 6 Gerte und Pr
4、fmittel . 5 6.1 Prfgerte 5 6.2 Messgerte 5 7 Probekrper. 6 7.1 Probenahme und Vorbereitung . 6 7.2 Form und Mae . 6 8 Durchfhrung 6 9 Auswertung . 7 10 Przision 8 11 Prfbericht. 8 Literaturhinweise . 9 DIN 51902:2009-05 3 Vorwort Die vorliegende Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-02-81 AA Prfver
5、fahren fr Kohlenstoff und Graphit“ im Normenausschuss Materialprfung (NMP) erarbeitet. nderungen Gegenber DIN 51902:1997-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) die Probekrpermae wurden gendert; b) der Begriff Bruchlast“ wurde in Hchstkraft“ gendert; c) die Abschnitte Przision“ und Prfbericht“
6、wurden in der Reihenfolge vertauscht; d) die Verweisungen wurden aktualisiert, und die Norm wurde redaktionell berarbeitet; e) die Norm wurde an die Normen DIN 51910, DIN 51914 und DIN 51944 angepasst. Frhere Ausgaben DIN 51902: 1981-06, 1997-11 DIN 51902:2009-05 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm leg
7、t ein Verfahren zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Kohlenstoff- und Graphitmaterialien (Feststoffe) nach dem Dreipunkt-Verfahren bei Raumtemperatur fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gil
8、t nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). E DIN 862, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Messschieber Grenzwerte fr Messabweichung DIN 1333, Zahlenangaben DIN EN ISO 7500-1:2004-11
9、, Metallische Werkstoffe Prfung von statischen einachsigen Prf-maschinen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung (ISO 7500-1:2004); Deutsche Fassung EN ISO 7500-1:2004 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Biegefes
10、tigkeit bBQuotient aus dem Biegemoment MBbeim Bruch des Probekrpers und dessen Widerstandsmoment W, angegeben in MPa1)WMBbB= (1) 3.2 Biegemoment MBdas maximale Biegemoment beim Versuch, das aus der von der Prfmaschine angezeigten Hchstkraft maxF berechnet wird ANMERKUNG Im Allgemeinen liegen bei Koh
11、lenstoff- und Graphitmaterialien Hchst- und Bruchkraft dicht beieinander. 4 Kurzbeschreibung Bei der Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Dreipunkt-Verfahren wird ein stabfrmiger Probekrper auf zwei Sttzen gelegt und in der Mitte durch eine Kraft bis zum Bruch belastet (siehe Bild 1). Aus der Hch
12、stkraft Fmax, der Sttzweite und den Querschnittsmaen des Probekrpers wird die Biegefestigkeit berechnet. 1) 1 MPa = 1 N/mm2DIN 51902:2009-05 5 Legende 1 Probekrper lsSttzweite 2 Druckstempel l Lnge des Probekrpers 3 Auflager h Hhe des Probekrpers F Kraft r1, r2Krmmungsradien Bild 1 Beispiel Prfaufba
13、u 5 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Kohlenstoff- und Graphitmaterialien (Feststoffe) nach dem Dreipunkt-Verfahren (A): Prfung DIN 51902 A 6 Gerte und Prfmittel 6.1 Prfgerte Prfmaschine, die mindestens den Anforderungen der Klasse 1 nach DIN EN ISO 7500-1
14、:2004-11 entspricht oder; Biegeeinrichtung: Der Krmmungsradius der Biegeauflager r2muss 0,5 mm bis 5 mm und der der Biegeschneide r11 mm bis 10 mm betragen. Die Prfaufbau ist in Bild 1 schematisch dargestellt. 6.2 Messgerte Lngenmessgert (z. B. Messschieber nach E DIN 862), zur Bestimmung der Abmess
15、ungen der Probekrper auf 0,5 %; Rautiefenmessgert zur Ermittlung der Oberflchenrauheit der Probekrper. DIN 51902:2009-05 6 7 Probekrper 7.1 Probenahme und Vorbereitung Die Probenahme ist mit dem Antragsteller zu vereinbaren. Die Probekrper werden allseitig bearbeitet, z. B. mit Hilfe einer Schleifma
16、schine, ausgenommen Stbe, Rohre (Rohrabschnitte) oder andere Krper, deren Auenhaut nicht entfernt werden darf. Im Prfbericht ist ein entsprechender Hinweis erforderlich. Die Lngsflchen der Probekrper werden so bearbeitet, dass die Rautiefe Rakleiner als 15 m ist (eindeutig als Oberflchenporen erkenn
17、bare Vertiefungen werden nicht bercksichtigt). 7.2 Form und Mae Es sind zylindrische oder prismatische Probekrper beliebiger Gre zugelassen, wobei deren kleinstes Ma mindestens gleich dem zweifachen Durchmesser des grten Gefgebestandteils (z. B. max. Korngre) des untersuchten Materials, jedoch nicht
18、 kleiner als 4 mm sein darf. Die Lnge der Probekrper muss mindestens 3-mal so gro sein wie deren Hhe oder Durchmesser. 8 Durchfhrung 8.1 Die Prfung wird bei Raumtemperatur zwischen 10 C und 35 C durchgefhrt. 8.2 Der Messbereich der Prfmaschine ist so zu whlen, dass die erwartete Hchstkraft maxF mind
19、estens 1/10 des Messbereichs betrgt. Der Probekrper wird mittig so auf die Auflager gelegt, dass seine Lngsachse senkrecht zu diesen steht. Die Sttzweite (Auflagerabstand) muss mindestens gleich dem dreifachen Durchmesser bzw. der dreifachen Hhe des Probekrpers sein. Bei prismatischen Probekrpern is
20、t darauf zu achten, dass sie ber die gesamte Breite auf den Auflagern liegen, mindestens eine Schneide beweglich ist und dass diese Schneiden die Kraft gleichmig ber die gesamte Breite der Probekrper einleiten. Bei zylindrischen Probekrpern sollten Auflager verwendet werden, deren Durchmesser etwa 2
21、 mm grer sind als der Probendurchmesser, um ein Wegrollen der Probe zu vermeiden. Die Kraft wird gleichmig und kontinuierlich mit einer Prfgeschwindigkeit von etwa 5 mm je Minute bis zum Bruch des Probekrpers aufgebracht und die Hchstkraft maxF bestimmt. DIN 51902:2009-05 7 9 Auswertung Die Biegefes
22、tigkeit bB, in MPa, wird nach Gleichung (2) berechnet: WlF=4smaxbB (2) Dabei ist Fmaxdie Hchstkraft, in N; lsdie Sttzweite, in mm; W das Widerstandsmoment, in mm3. Bei Probekrpern mit quadratischem Querschnitt errechnet sich die Biegefestigkeit bB, in MPa, nach Gleichung (3): 3smaxbB23hlF= (3) Dabei
23、 ist h die Hhe des Probekrpers. Bezglich des Rundens auf die letzte anzugebende Stelle ist DIN 1333 zu bercksichtigen. 63hW = a) Quadrat 62bhW = b) Rechteck 323DW= c) Kreis Bild 2 (fortgesetzt) DIN 51902:2009-05 8 ( )DdDW4432=d) Kreisring Bild 2 Widerstandsmomente der wichtigsten Querschnittsformen
24、10 Przision Die Messunsicherheit bei diesem Verfahren betrgt bei Probekrpern mit den Maen 10 mm 10 mm 64 mm unter Wiederholbedingungen bei einer statistischen Sicherheit von 95 % etwa 5 %. 11 Prfbericht Im Prfbericht sind unter Hinweis auf diese Norm anzugeben: a) Art, Lage und Orientierung der Prob
25、ekrper bei der Probenahme und der Prfung; b) ggf. Kennzeichnung der Probekrper; c) Anzahl der Probekrper; d) Abmessungen der Probekrper, in mm; e) Sttzweite ls, in mm; f) Biegefestigkeit bB, in MPa, auf 0,1 MPa gerundet; g) von dieser Norm abweichende, vereinbarte Bedingungen; h) Prfdatum. DIN 51902
26、:2009-05 9 Literaturhinweise DIN 51944, Prfung von Kohlenstoffmaterialien Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Vierpunkt-Ver-fahren Feststoffe DIN EN ISO 4287, Geometrische Produktspezifikationen (GPS) Oberflchenbeschaffenheit: Tastschnittver-fahren Benennungen, Definitionen und Kenngren der Ober
27、flchenbeschaffenheit DIN EN ISO 7500-1 Beiblatt 1, Metallische Werkstoffe Prfung von Prfmaschinen fr statische einachsige Beanspruchung Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmess-einrichtung Allgemeines zu Anforderungen und zur Prfung und Kalibrierung von Zug-, Druck- und Biegeprfmaschinen DIN IEC 60413, Prfverfahren zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften der Werkstoffe von Kohle-brsten fr elektrische Maschinen
