Eigenspannungen an Metallen

Eigenspannungen sind mechanische Größen, die in allen metallischen Bauteilen immer vorhanden sind.

Ihre Entstehung kann auf verschiedene Produktionsprozesse zurückgeführt werden. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Höhe der Eigenspannungen der Bauteile zu kennen, um deren Ermüdungsfestigkeit zu verbessern.

Auf weltweiter Ebene ist die Referenznorm für die Messung von Eigenspannungen mit der Bohrlochmethode der ASTM E837-20: Standard, der sich insbesondere auf die Anwendung der Methode auf verschiedene Arten von metallischen Werkstoffen unterschiedlicher Art und Eigenschaften bezieht.

Diese Methode kann nicht nur auf metallische Standardwerkstoffe (Baustahl, Edelstahl, Aluminiumlegierungen, Gusseisen), sondern auch auf Metalle mit verbesserten mechanischen Eigenschaften für fortschrittliche technische Anwendungen (Magnesium-, Nickel-, Titan-Legierungen) angewendet werden.

Die Messung von Eigenspannungen mit der Bohrlochmethode kann sowohl im Labor als auch vor Ort durchgeführt werden. In bestimmten Fällen, abhängig von der Größe der Proben oder der Reproduzierbarkeit des Probenladesystems, müssen solche Messungen notwendigerweise vor Ort durchgeführt werden.

Aus diesen Gründen hat SINT Technology eine spezielle Version des Geräts entwickelt, das MTS3000 – Restan, das dank eines Hochdrehzahl-Elektromotors (> 50.000 U/min) funktioniert. Dieses modifizierte System verbessert die Tragbarkeit des Systems und folglich seine Verwendung für Vor-Ort-Messungen, beispielsweise in abgelegenen Gebieten, in denen kein Luftdruck zum Betrieb der Standardturbine vorhanden ist.

Wissenschaftliche Recherchen und weltweite Erfahrungen haben bewiesen, dass die Hochgeschwindigkeits-Bohrtechnik das Einbringen von Eigenspannungen in die zu prüfenden Materialien vermeidet.

Das MTS3000 – Restan System in der Ausführung mit einem hochtourigen Elektromotor hat die gleichen Eigenschaften wie das mit einer Druckluftturbine arbeitende System. Die Messkette ist automatisch und wird von einer Steuereinheit gesteuert. Der gesamte Bohr- und Datenerfassungsprozess wird von einer speziellen Software verwaltet: Auf diese Weise wird die Beeinflussung des Bedieners, der die Messung durchführt, minimiert und die Genauigkeit der Ergebnisse folglich erhöht.

Darüber hinaus unterstützt das System insbesondere bei Vor-Ort Messungen, aber auch bei Labormessungen, die Erfassung der Temperatur der Proben und ermöglicht die Korrektur der Ablesung der Dehnungsmessstreifen-Rosette durch die Technik des kompensierenden Dehnungsmessstreifens (Dummy DMS): Auf diese Weise ermöglicht das System, auch bei nicht idealen äußeren Bedingungen, die Korrektur der scheinbaren thermischen Dehnungen und eine bessere Qualität der Ergebnisse.

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