DE901964C

DE901964C - Method, test stick and device for determining the friability of materials

Info

Publication number: DE901964C
Application number: DESCH4866A
Authority: DE
Inventors: Henri Schnadt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-05-27
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1954-01-18

Description

Verfahren Probestab und Vorrichtung zur Bestimmung der Sprödigkeit von Werkstoffen Es ist in der Praxis sehr wichtig, die Sprödigkeit von Werkstoffen, d. h. ihre Widerstan, dsfähigkelit bei dynamischen Beanspruchungen oder auch Schlag oder hinsichtlich der Fortpflanzung von bestehenden Rissen bestimmen zu können. lei der genauen Messung der Sprödigkeit durch exakte Zahlen stößt man noch auf große Schwierigkeiten, da man diese dadurch erhält, daß man aus dem zu untersuchenden Werkstoff hergestellte Proben kleinerer Abmessungen geeignet erscheinenden mechanischen Untersuchungen unterwirft.Procedure Test rod and device for determining the brittleness of materials In practice, it is very important to check the brittleness of materials d. H. their resistance to dynamic loads or impact or to determine the propagation of existing cracks. If you measure brittleness precisely using exact numbers, you will still come across large ones Difficulties, as these are obtained by getting out of the subject to be examined Material produced samples of smaller dimensions appearing suitable mechanical Subjects to investigations.

ENle meisten Versuche zur Bestimmung der Sprödigkeit bedienen sich der Schlagprobe eines Hammers, im allgemeinen an einem Schwingarm, wobei das Probestück gewöhnlich in der Mitte einen den Bruchquerschnitt lokalisierenden Einschnitt aufweist. Die Meßvorrichtung zeigt hierbei die bis zum Bruch der Probe aufgewendete Arbeit an. Man kennt in dieser Hinsicht zwei Arten von Versuchen: Die Probe nach Charpy. Bei dieser besteht das Probestück aus einem Prismenstück mit quadratischem Querschnitt und einer quer laufenden Rille, die am Scheitel abgerundet ist. Ferner kennt man die Probe nach Izod mit einem prismatischen oder zylindrischen Stück und einem eingefrästen scharfen Einschn, itt. Die Probe nach Cha rpy wird an beiden Enden abgestützt, und der Hammer schlägt in die Kerbe. Die Probe nach Izod wird einseitig eingespannt, und der Hammer schlägt gegen das freie Ende. Most of the experiments to determine brittleness are used the impact test of a hammer, generally on a swing arm, the test piece usually has an incision localizing the fracture cross-section in the middle. The measuring device shows the work done up to the breakage of the sample at. Two types of experiments are known in this regard: The Charpy test. In this case, the test piece consists of a prism piece with a square cross-section and a transverse groove that is rounded at the apex. Furthermore, one knows the Izod specimen with a prismatic or cylindrical piece and a milled one sharp cut. The Cha rpy sample is supported at both ends, and the hammer hits the notch. The Izod specimen is clamped on one side, and the hammer hits the free end.

Man hat festgestellt, daß die bisherigen Proben und ihre Prüfart noch schwerwiegende Nachteile bieten, die mlan bisher noch nicht hat beseitigen können. Insbesondere zeigen die Versuchsergebnisse, anstatt bei dem gleichen Material konstant zu sein, beträchtliche Zufallssteuungen, und das Wahrscheinlichkeitsgesetz ist bei Proben v3e4rschiedener Querschnitte nicht anwendbar, selbst wenn sie aus demselben Werkstoff bestehen. It has been found that the previous samples and their type of test still serious disadvantages offer that mlan has not yet has been able to eliminate. In particular, the test results show, instead of the same material to be constant, considerable random controls, and the law of probability is not applicable to specimens of various cross-sections, even if they are made of consist of the same material.

Weitere Nachteile der bisherigen Verfahren sind folgende: I. Der Bruch der bisherigen Proben. erfolgt durch Biegung an ihrem Bruchquerschnitt um eine momentane Drehachse (neutrale Achse), die gn demselben Querschnitt liegen muß. Während in einem Teil dieses Querschnittes das Material Zugkräften ausgesetzt ist, entstehen in dem anderen Teil Druckkräfte. Diese letzteren sind lim allgemeinen so groß, daß plastische Deformationen entstehen, derart, daß das Versuchsergehnis, d. h. die beim Bruch sich ergebende Gesamtarbeit, sich als Summe einer Zugarbeit und einer Druckarbeit darstellt. Further disadvantages of the previous methods are as follows: I. The Break of previous samples. takes place by bending at its fracture cross-section a momentary axis of rotation (neutral axis), which must lie in the same cross-section. While in part of this cross-section the material is exposed to tensile forces, pressure forces arise in the other part. These latter are lim general so large that plastic deformations occur, so that the test result, d. H. the total work resulting from the break, is the sum of a pulling work and a print job.

Solche Beanspruchungen und unterschiedliche Deformationen bilden im allgemeinen die Ursache für Brüche durch einen einzigen Schlag oder Dauerbeanspruchungen von eingebauten Teilen (Brückenteilen, Teilen von Maschinen, Fahrzeugen, Schiffen u. dgl.). Denn wo die Arbeit durch reinen Zug entsteht, ist die Beanspruchung durch Druck ausgeschlossen, und bei Biegung befinden sich die zusammengedrückten Zonen fern von der Stelle, wo der Bruch entisteht"untd in diesem Falle gibt es keine plastische Bruchdeformation. Die mit den gewöhnlichen Proben gemachten Versuche zeigen also zu günstige Resultate, da die an ihrer Bruchstelle absorbierte Arbeit im Vergleich zu der wirklichen, zum Bruch der Stücke erforderlichen Arbeit zu groß ist. Form such stresses and different deformations generally the cause of fractures due to a single impact or prolonged stress of built-in parts (bridge parts, parts of machines, vehicles, ships and the like). Because where the work is caused by pure pulling, the stress is through Excludes pressure, and when flexing, there are the compressed zones far from the point where the rupture occurs, and in this case there is no plastic one Fracture deformation. The experiments made with the ordinary specimens thus show results that are too favorable, since the work absorbed at the point of break is compared is too great for the actual work required to break the pieces.

2. Bei einem wenig spröden Materilal, z. B. nicht rostendem Stahl I8/8 oder bei Nickel, ist der Bruch der Proben nur teilweise, so daß das Ergebnis des Versuches die totale Brucharbeit nicht ausdrückt, sondern eine andere Charakteristik darstellt, deren genaue Beurteilung nicht möglich ist. 2. In the case of a less brittle material, e.g. B. stainless steel I8 / 8 or in the case of nickel, the fracture of the specimens is only partial, so that the result of the experiment does not express the total fracture work, but a different characteristic represents, the exact assessment of which is not possible.

3. Wenn die Probe vor dem Brechen sich stark biegt, übt der Radius der Kante des Schwinighammers einen erheblichen Einfluß auf das Versuchsergebnis aus. Diie mit zwei verschiedenen Hammer erzielten Zahlen können nur miteinander verglichen werden, wenn die Radien völlig identisch sind. 3. If the sample flexes sharply before breaking, practice the radius the edge of the Schwinighammer has a considerable influence on the test result the end. The numbers obtained with two different hammers can only be achieved with one another be compared when the radii are completely identical.

4. Auf Grund der Art des Bruches bei den biswenigen Proben ist es nötig, dem Bruchquerschnitt eine Minimumfiäche zu gehen. Im allgemeinen darf die Höhe des Querschnittes nicht unter 5 mm liegen. 4. Due to the nature of the fracture in the few samples it is necessary to cover the fracture cross-section a minimum area. In general, the The height of the cross-section should not be less than 5 mm.

In keinem Fall darf sie geringer als 3 mm sein. Diese Proben sind also für die Bestimmung der Sprödigkeit bei sehr kleinen Zonen geeignet, d. h. bei Zonen, die kleiner sind als die Minimumfläche des Bruchquerschnittes. Nun ist aber die Kenntnis der Sprödigloeit solcher Zonen für das Studium zahlreicher aktueller technischer Probleme von erhöhter Wichtigkeit, z. B. lokale Heterogenität der Metalle, Schweißbarkeit der Stähle usw.In no case may it be less than 3 mm. These samples are therefore suitable for determining the brittleness of very small zones, d. H. at Zones that are smaller than the minimum area of the fracture cross-section. But now is the knowledge of the brittleness of such zones for the study of numerous current ones technical problems of increased importance, e.g. B. local heterogeneity of metals, Weldability of steels etc.

5. Die bisherigen Proben erlauben nicht die Beurteilung der Sprödigkeit von Werkstoffzonen, die ganz dicht an der äußeren Fläche liegen oder die Außenfläche selbst betreffen, denn der Einschnitt, mit dem die Proben immer versehen werden, bringt notwendigerweise die Bruchzone in eine bestimmte Entfernung von der Oberfläche, die der Tiefe des Einschnittes entspricht. 5. The previous samples do not allow an assessment of the brittleness of material zones that are very close to the outer surface or the outer surface concern themselves, because the incision with which the specimens are always provided, necessarily brings the fracture zone a certain distance from the surface, which corresponds to the depth of the incision.

6. Aus demselben Grund kann bei den bisherigen Proben die Sprödigkeit eines nicht eingekerbten Materials nicht unter vergleichbaren Versuchsbedingungen bestimmt werden. 6. For the same reason, the brittleness of the previous samples of a non-notched material not under comparable test conditions to be determined.

Die Erfindung hat ein Verfahren und neue Formen von Proben und Vorfichtungen für die Proben zum Gegenstand, wobei die bisherigen Nachteile vermieden werden. The invention has a method and novel shapes of specimens and prefigures for the samples to the subject, the previous disadvantages are avoided.

Gemäß der Erfindung wird an Stelle der Biegung des Materials der Probe in sich selbst, d. h. um eine momentane, in dem Bruchquerschnitt gelegene Drehachse, hinsichtlich ídes Querschnlittes der bis zum Bruch beanspruchten. Probe ein Stift vorgesehen, der die Bewegung des Materials während der Biegung derart führt, daß die plastischen Deformationen des in dem Material neben dem Bruchquerschnitt entstehenden Druckes ganz oder teilweise ausgeschaltet werden Der Stift muß praktisch unzusammendrückbar sein, also aus hartem Material bestehen. According to the invention, instead of bending the material, the Sample in itself, d. H. a momentary one located in the fracture cross-section Axis of rotation, with regard to the cross-section that was stressed up to the break. sample a pin is provided which controls the movement of the material during the bend in such a way leads to the plastic deformations of the material in addition to the fracture cross-section the resulting pressure can be completely or partially switched off. The pen must be practical be incompressible, i.e. made of hard material.

Er ist zweckmäßilg zylindrisch mit kreisrundem Querschnitt, damit die beiden Teile der Probe, die durch den Bruch getrennt werden, eine Drehung um seine Achse ausführen. Aus der momentanen Drehachse, die bei dem bisherigen Verfahren innerhalb des Bruchquerschnittes des materials liegt, erhält man nunmehre eine feste, in der Verlängerung des Bruchquerschnittes gelegene Drehachse, die mit der Achse des zylindrischen Stiftes zusammenfällt.It is expediently cylindrical with a circular cross-section, so the two parts of the sample that are separated by the fracture, one turn around execute its axis. From the current axis of rotation that was used in the previous method lies within the fracture cross-section of the material, one now obtains a The axis of rotation located in the extension of the fracture cross-section, the one with the axis of the cylindrical pin coincides.

Der Durchmesser des Zylinders soll zu der Höhe des Bruchquerschnittes verhältnismäßig groß sein, so daß sich schon am Anfang der Beiegeung eine Führung des Stiftes ergibt.The diameter of the cylinder should correspond to the height of the fracture cross-section be relatively large, so that there is a guide at the beginning of the curve of the pen results.

Vorteilhaft wird Ider Stift in eine in der Probe vorgesehene Bohrung eingeführt, die in Gestalt und Abmessung genau dem Stift entspricht. Beim Schlag nimmt der Stift nicht nur den Druck auf und verteilt die Kräfte vorteilhafter, sondern er dient außerdem als Stütze und Führung für das ihn umgehende Material. Der Stift kann auch am Ende des Schlaghammers angeordnet werden, wobei er in eine genau seiner Form angepaßte Aussparung in der Probe schlägt. The pin is advantageously inserted into a hole provided in the sample introduced, which corresponds exactly to the pen in shape and dimensions. At the stroke the pen not only absorbs the pressure and distributes the forces more advantageously, but it also serves as a support and guide for the material around it. The pencil can also be placed at the end of the hammer, putting it in exactly one of its Shape adapted recess in the sample suggests.

Die Probe kann ferner mit einem Einschnitt, z. B. auf der der Bohrung des Stiftes entgegengesetzten Seite, versehen werden. Die Achse des Stiftes muß sich hierbei in der Mittelebene des Einschnittes befinden. Aber es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Probe einen Einschnitt zeigt, denn das Vorhandensein einer Bohrung oder einer Aussparung zur Aufnahme des Stiftes genügt für die Lokalisierung des Bruchquerschnittes. The sample can also be provided with an incision, e.g. B. on the hole on the opposite side of the pen. The axis of the pen must be are located in the middle plane of the incision. But it is not necessary necessary that the specimen shows an incision, because the presence of a bore or a recess to accommodate the pin is sufficient to locate the Fracture cross-section.

Man kann also gemäß der Erfindung interessante Versuche mit nicht eingekerbten Proben anstellen, was bisher nicht möglich war Man kann außerdem erfindungsgemäß Untersuchungen auf Sprödigkeit von Schtveißungen zwischen zwei Stücken ausführen. Die Anord- nung des Stiftes wird hierbei vorteilhaft in den Berührungsflächen der durch eine Schweißraupe verbundenen Stücke vorgesehen. Das Verfahren des Bruches bleibt bei dem durch Schweißung hergestellten Stück dasselbe, und zwar tritt auch bier eine Drehung um den als Führung dienenden Kern ein. Interesting experiments can therefore not be carried out according to the invention make notched samples, which was previously not possible. The invention can also be used Carry out tests for the brittleness of whitewashing between two pieces. The arrangement tion of the pen is advantageous in the contact areas the pieces connected by a weld bead are provided. The procedure of rupture remains the same with the piece made by welding, and occurs too a rotation around the core serving as a guide.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist diese auch bei Proben von geringer Stärke, wie Blechen oder Drähten, anwendbar. Der Stift befindet sich hierbei zwischen zwei Teilen einer Abstützung, auf der die Probe befestigt ist. Die beiden Abstützungsteile drehen sich hierbei um den Stift und nehmen je eine Teil der Probe mit sich. According to a further feature of the invention, this also applies to samples of low thickness, such as sheet metal or wire, can be used. The pen is here between two parts of a support on which the sample is attached. The two support parts rotate around the pin and each take one Part of the sample with you.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. The invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments illustrated.

Fig. I zeigt zwei bisherige Proben; Fig. 2 sind die bisherigen Formen der Einschnitte; Diel Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Schlag versuche der Proben nach Charpy und 1 z od und die Verteilung des Spannungsbildes in dem Bruchquerschnitt; Fig. 5, 6 und 7 und 8 zeigen im Schaubild Proben gemäß der Erfindung; Fig. g und 10 zeigen für die Proben der Fig. 5 bis 8 angepaßte Stifte; Fig. 11 ist eine Ansicht einer Probe gemäß der Erfindung mit einem Stift der Fig. Io; Fig. 12 zeigt eine Schlagprobe und die neue Verteilung der Spamlungen, während Fig. I3 den Bruchvorgang der Probe nach Fig. 8 veranschaulicht (Untersuchung mit Schlaghammer Charpy); Fig. 14 zeigt dieselbe Schlagprobe nach der Untersuchungsmetode izod. Fig. I shows two previous samples; Fig. 2 are the previous forms the incisions; 3 and 4 illustrate the impact tests on the samples according to Charpy and 1 z od and the distribution of the stress pattern in the fracture cross-section; Figures 5, 6 and 7 and 8 are diagrams showing samples according to the invention; Fig. G and 10 show pins adapted for the samples of FIGS. 5 to 8; Fig. 11 is a view a sample according to the invention with a pin of Fig. Io; Fig. 12 shows a Impact test and the new distribution of the spam lungs, while Fig. I3 shows the breaking process the sample of Fig. 8 (test with Charpy hammer); Fig. 14 shows the same impact test after the izod test method.

Fig. 15 und 16 zeigen die anordnung des Stiftes an dem Hammer; Fig. I7 stellt die Anwendung der Erfindung zur Bestimmung der Sprödigkeit bei einer Schweißnaht dar; Fig. i8 und 19 veranschaulichen Haltevorrichtungen für die Proben gemäß der Erfindung für Schlaguntersuchungen an dünnen Blechen oder Metalldrähten. Figures 15 and 16 show the arrangement of the pin on the hammer; Fig. I7 represents the application of the invention for determining the brittleness of a weld seam dar; FIGS. 18 and 19 illustrate holding devices for the samples according to FIG Invention for impact tests on thin sheets or metal wires.

Die in der Fig. I dargestellten Proben a und b entsprechen den Ausführungen nach Charpy und Izod. Die Probe a mit quadratischem Querschnitt weist einen Einschnitt mit gebohrter Abrundung im Scheitel auf, der eine verringerte Höhe für den Bruchquerschnitt bestehen läßt. Die rund Probe b hat eine eingefräste, spitz zulaufende Kerbe. Fig. 2 zeigt verschiedene gebräuchliche Ausführungen von Einschnitten. Samples a and b shown in FIG. I correspond to the explanations after Charpy and Izod. The square cross section sample a has a cut with a drilled rounding in the apex, which has a reduced height for the fracture cross-section lets exist. The round sample b has a milled, pointed notch. Fig. 2 shows various common designs of incisions.

Bei der Untersuchung wird die Probe a an beiden Enden labgestützt und durch einen Hammer c an der anderen Seite der Einkerbung e geschlagen. In diesem Augenblick wird gemäß dem Diagramm der Fig. 3 die vertikal schraffierte Zone, die oberhalb der momentanen Drehachse o liegt, dem Zug ausgesetzt, und die horizontal schraffierte Zone unterhalb dieser Achse wird auf Druck beansprucht. Die Bruchstelle einer solchen Probe zeigt fast immer, daß die Druckkräfte plastische Deformationen in derselben Richtung ausgeübt haben, was die unter I genannten Nachteile erklären. Die Probe b ist in ihrem unteren Teil eingespannt und erhält an dem anderen oberen Ende einen Schlag des Hammers c' (Fig.). Hier tritt derselbe Übelstand ein. Dlie Verteilung der Spannungen ist die gleiche. During the examination, the sample a is supported at both ends and struck by a hammer c on the other side of the notch e. In this At the moment, according to the diagram of FIG. 3, the vertically hatched zone which is above the momentary axis of rotation o, exposed to the train, and the horizontal the hatched zone below this axis is subjected to pressure. The break point Such a sample almost always shows that the compressive forces are plastic deformations have exercised in the same direction, which explains the disadvantages mentioned under I. The sample b is clamped in its lower part and is maintained in the other upper part End a blow of the hammer c '(Fig.). The same evil occurs here. Dlie Distribution of tensions is the same.

Die Probe d gemäß der Erfindung zeigt als charaktenistisches Merkmal eine quer laufende zylindrische, mit kreisförmigem Querschnitt versehene Bohrung f, die sich von einer Seite zur anderen erstreckt und dicht an der Außenfläche der Probe, wie in den Fig. 5 und 6, oder diese Fläche durchbrechend, wie in den Fig. 7 und 8, angeordnet sein kann. Dlie Bohrung f nimmt vor Beginn des Versuches einen kleinen zylindrischen und genau eingepaßten Stift g auf. The sample d according to the invention shows as a characteristic feature a transverse cylindrical bore provided with a circular cross-section f, which extends from side to side and is close to the outer surface of the Sample, as in FIGS. 5 and 6, or breaking through this area, as in FIGS. 7 and 8, can be arranged. Dlie hole f takes one before starting the experiment small cylindrical and precisely fitted pin g.

Die Proben d können jeden geeigneten Querschnitt besizen, z.B. quadratisch, vierkant oder rund, und mit einem (Fig. 5 und 7) oder keinem Einschnitt (Fig. 6 und 8) versehen sein. In dem ersteren Fall muß sich der Einschnitt e, der jede geeignete Ausbildung, z. B. diejenige der Fig. 2, erhalten kann, in der durch die Achse der Bohrung f gehenden Ebene befinden. Im zweiten Fall reicht die Bohrung f zur Bestimmung des Bruchquerschnittes allein aus. The samples d can have any suitable cross-section, e.g. square, square or round, and with one (Fig. 5 and 7) or no incision (Fig. 6 and 8). In the former case, the incision must be any suitable Training, e.g. B. that of Fig. 2, can be obtained in which by the axis of Hole f are located on the walking plane. In the second case, the hole f is sufficient for the determination of the fracture cross-section alone.

Der kleine Zylinder g ist beispielsweise an einem Ende abgerundet und trägt an dem anderen als Anschlag dienende Vorsprünge (Fig. 9). Die Länge l zwischen dem Vorsprung h und der Abrundung ist vorzugsweise ein wenig größer als die Tiefe der Bohrung,'. Bei einer Probe alus Metall besteht der Zylinder g vorteilhaft aus Stahl mit gehärteter Fläche, aber mcht sehr spröde, z. B. sorbitisches oder trostitisches Gefüge. The small cylinder g is rounded at one end, for example and carries on the other serving as a stop projections (Fig. 9). The length l between the projection h and the rounding is preferably a little larger than the depth of the hole, '. In the case of a sample made of metal, the cylinder g is advantageous made of steel with a hardened surface, but not very brittle, e.g. B. sorbitic or consolatory structure.

Wenn die Bohrung an einer Seite, wie in der Darstellung der Fig. 7 und 8, offen ist, verwendet man vorteilhaft einen zylindmschen Stift g' (Fig. Io) mit einer Abfiachung i, die mit der zugehörigen Fläche der Probe abschneidet (Fig. I2) oder diese überschreitet (Fig. II). Sie dient zur Aufnahme des Hammerschlags. Man kann auch einen vollständigen Zylinder verwenden, wenn man den Hammer mit einer abgeflachten Schlagfläche versieht (Fig. 17). If the hole is on one side, as shown in the illustration in Fig. 7 and 8, is open, it is advantageous to use a cylindrical pin g '(Fig. Io) with a flat i, which cuts off with the corresponding surface of the sample (Fig. I2) or exceeds this (Fig. II). It serves to absorb the hammer blow. You can also use a full cylinder if you hit the hammer with a flattened face provides (Fig. 17).

Die Untersuchungen an den mit dem zylindrischen Stift versehenen Proben können mit Hilfe der bisherigen Apparaturen durchgeführt werden. Bei dem Verfahren nach Charpy wird die Probe derart angelegt, das der Hammer c des Schwingarmes genau gegen die Achse des Zylinders schlägt (Fig. I2). The investigations on those provided with the cylindrical pen Samples can be carried out using the previous equipment. In which According to the Charpy method, the sample is applied in such a way that the hammer c of the swing arm hits exactly against the axis of the cylinder (Fig. I2).

Die Bruchstelle der Probe gemäß der Erfindung unterscheidet sich von den Bruchstellen der bisherigen proben wesentilich, Durch das Vorhandensein des zylindrischen Stiftes befindet sich die momentane Drehachse nicht mehr in der Bruchfläche, sondern in dem von dem Stift eingenommenen Raum, und die zur Ebene der Bruchfläche bezogene Druckzone wird außerhalb des Materials der Probe verlegt. Fig. 12 zeigt die Verteilung der Spannungen im Augenblick des Schlages. An der Stelle der Bruckfläche der Probe wird das Material ausschließlich Zugkräften unterworfen, deren Verteilung durch die vertikal schraffierte Zone angegeben ist, während die Druckkräfte ganz in dem Zylinder g' und um diesen herum gemäß der durch Schrägschraffierung angegebenen Verteilungszone verlegt sind. Durch die bessere Verteilung der Kräfte in dem Nilaterial der Probe wird der Höchstwert der Druckkräfte niemals so groß, um eine plastische Deformation hervorrufen zu können. Die für den Bruch aufgewendete Arbeit entspricht hierbei praktisch einer durch Zug sich ergebenden Deformationsarbeit. The break point of the sample according to the invention is different of the breakpoints of the previous samples, due to their presence of the cylindrical pin, the current axis of rotation is no longer in the Fracture surface, but in the space occupied by the pen, and the plane The pressure zone related to the fracture surface is relocated outside the material of the sample. Fig. 12 shows the distribution of the stresses at the moment of impact. At the point the material is only subjected to tensile forces on the bridge surface of the specimen, whose distribution is indicated by the vertically hatched zone, while the Compression forces entirely in the cylinder g 'and around it according to that indicated by oblique hatching specified distribution zone have been relocated. Because of the better distribution of forces in the nile material of the sample the maximum value of the compressive forces is never so great, in order to be able to cause a plastic deformation. The one spent on the break Work here corresponds practically to deformation work resulting from tension.

Während der Biegung der Probe beschreiben die beiden Hälften eine Drehung um die Achse des Zylinders g' (Fig. 13). Die Probe bricht in dem Moment, wo die Deformationsgrenze des Materials in bezug auf Zug überschritten ist.As the specimen bends, the two halves describe one Rotation about the axis of the cylinder g '(Fig. 13). The sample breaks the moment where the deformation limit of the material with respect to tension is exceeded.

Der Vorgang spielt sich in gleicher Weise bei einer einseitig eingespannten Probe d ab (Fig. 14),, die nach der Methode 1 z od durch einen Hammer c' beansprucht wird. Auch hifer sind, wie bei dem Versuch nach der Methode Charpy, die in der Bruchfläche auftretenden Kräfte einzig und allein Zugkräfte. The process takes place in the same way with a one-sided clamped Sample d ab (Fig. 14) ,, which according to the method 1 z od stressed by a hammer c ' will. Also helpful, as in the experiment by the Charpy method, are those in the fracture surface occurring forces only tensile forces.

Es ist nicht unbedingt nötig, den kleinen Stift g zur Führung der Biegung des Materials in die Probe zu legen, sondern man kann auch den Hammer k des Schwingarmes mit Idem Stift versehen, wie in den Fig. I5 und I6 dargestellt ist. Der an dem Hammer befestigte Stift geht in die Vertiefung des Loches f im Augenblick des Schlages. Die Eintrittsbreite der Bohrung muß mindestens dem Durchmesser des Stiftes g entsprechen oder dem stiftartigen Ansatz des Hammers (Fig. I5) bzw. einer entsprechenden Ausbildung (Fig. I6), wobei bei der entstehenden Biegung die Druckbeanspruchung soviel wie möglich aus dem Material der probe herausgeben kann. It is not absolutely necessary to use the small pin g to guide the Bend the material to put in the sample, but you can also use the hammer k of the swing arm provided with Idem pin, as shown in Figs. I5 and I6 is. The pin attached to the hammer goes into the recess of the hole f at the moment of the blow. The entry width of the hole must be at least the diameter of the Pin g correspond or the pin-like approach of the hammer (Fig. I5) or a corresponding training (Fig. I6), with the resulting bending the compressive stress can extract as much as possible from the material of the sample.

Die Bruckstelle ist ähnlich derjenigen der Fig. I3.The break point is similar to that of Fig. I3.

In dem in Fig. 17 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Bruchvorgang gemäß Der Erfindung an einer Schweißung durchgeführt, die die beiden Metallteile p, die aneinanderstoßen, verbindet. Die Zone s wird durch eine Schweißraupe gebildet, wobei das überschüssige metall abgehobelt is, und der Stift g befindet sich in einer von den angrenzenden Flächen der Stücke p gebildeten Aussparung. Der Stift kann auch iii der in den Fig. 15 und I6 dargestellten Weise angeordnet werden, wobei die Ausnehmung eine entsprechende Ausbildung erfährt. In the embodiment shown in Fig. 17, the breaking process is performed carried out according to the invention on a weld that the two metal parts p, which abut, connects. Zone s is formed by a weld bead, the excess metal is planed off, and the pin g is in a recess formed by the adjacent faces of the pieces p. The pen can also iii can be arranged in the manner shown in FIGS. 15 and 16, wherein the recess experiences a corresponding training.

Es ist ferner möglich, die gleiche Untersuchung auf Bruch an Proben von geringer Stärke anzuwenden, wie z. B. an schwachen Blechen oder metallischen Drähten. Hierzu werden die Proben auf aus zwei Stücken bestehenden Stützteilen befestigt. die zwischen sich einen Stift einschließen, der die Rolle der Beigungsachse spielt, wie aus den Beispielen der Fig. 18 und 19 ersichtlich ist. Ein Blech ii und ein Draht j werden durch Schrauben oder auf andere Weise mit zwei Teilen}} m einer Stütze befestigt, in Idenen eine halbe Bohrung f zur Aufnahme des zylindrischen Stiftes g vorgesehen ist. It is also possible to carry out the same test for breakage on specimens of low strength, such as B. on weak sheets or metallic Wires. For this purpose, the samples are attached to support parts consisting of two pieces. which enclose a pin between them, which plays the role of the axis of inclination, as can be seen from the examples in FIGS. A sheet ii and a Wire j are screwed or otherwise with two parts}} m a support attached, in Idenen half a hole f to receive the cylindrical pin g is provided.

Der hammerschlag c erfolgt üi der senkrecht zur Probe liegenden Axialebene des Zylinders g; die Probe h oder j bricht unter Drehung um diese Achse.The hammer blow c takes place in the axial plane perpendicular to the specimen of the cylinder g; the specimen h or j breaks while rotating about this axis.

Die erfindungsgemäße Untersuchungsmethode kann unter Beibehaltung der Formen und Abmessungen der bischerigen Proben und unter Verwendung der bisherigen Unterxsuchungsapparate angewendet werden. Die Abmessung der den Stift aufnehmenden Bohrung ist abhängig von der Art der Probe, jedoch mit der maßgabe, daß bei der Biegung die momentane Drehachse der Bruchfläche vorzugsweise außerhalb des der Untersuchung unterliegenden Materials verlegt wird, und daß der Bruch der Probe einzig unrd allein durch Zug erfolgt. Wenn der Stift und seine Aufnahmebohrung einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen, werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nur teilweise erreicht, denn am Anfang der Biegung befindet sich die momentane Drehachse dann noch in der Bruchfläche der Probe, und das Material neben dieser Fläche wird auf Druck beansprucht, bis die momentane Achse während der Biegung in den Stift übergeht. The investigation method according to the invention can be maintained the shapes and dimensions of the small samples and using the previous ones Examination apparatus are used. The dimension of the pin receiving Drilling depends on the type of sample, but with the proviso that the Bending is the instantaneous axis of rotation of the fracture surface, preferably outside that of the investigation underlying material is laid, and that the rupture of the specimen is solely untrustworthy done by train. When the pin and its mounting hole have a very small diameter have, the advantages of the method according to the invention are only partially achieved, because at the beginning of the bend the current axis of rotation is still in the The fracture surface of the specimen, and the material adjacent to this surface is subjected to compression, until the current axis passes into the pin during the bend.

Beispielsweise wird man bei einer Probe aus Metall, die eingekerbt sein kann oder nicht, mit einem quadratischen Querschnitt von IQ mal 10 mm und einer Länge von 55 mm vorteilhaft eine Bohrung f mit einem Durchmesser von 4 bis 5 mm vorsehen. Der Stift g hierzu muß genau in der Bohrung eingepaßt sein. For example, if you look at a metal specimen that is notched may or may not be, with a square cross section of IQ by 10mm and one Length of 55 mm advantageously a hole f with a diameter of 4 to 5 mm provide. For this purpose, the pin g must fit exactly into the hole.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine viel größere Gleichmäßigkeit bei Versuchsergebnissen mit demselben WIaterial erzielt, so daß man bei gewissen Fällen die Wahrscheinlichkeitsgesetze anwenden kann. With the method according to the invention there is a much greater uniformity obtained with test results with the same material, so that with certain Cases that can apply the laws of probability.

Die anderen obengenannten Sachteile sind vollständig beseitigt. The other above-mentioned items have been completely eliminated.

I. Die Untersuchungsergebnisse werden unabhängig von der das Bild beeinflussenden Deformationsarbeit, durch Druck. Die Art der Beanspruchung kommt immer stark an diejenige heran, die den plötzlichen Bruch an eingebauten Teilen hervorruft. I. The examination results are independent of the the picture influencing deformation work, through pressure. The type of stress comes always approaching those who suddenly break the built-in parts evokes.

2. Die Probe bricht immer, selbst wenn das untersuchte Material wenig spröde ist. 2. The sample always breaks, even if the material examined is little is brittle.

3. Der Bruchwinkel ist immer sehr gering, selbst bei wenig spröden Metallen. Der Radius der Kante des Schwinghammers hat keinen Einfluß mehr. 3. The angle of break is always very small, even if it is not very brittle Metals. The radius of the edge of the rocking hammer no longer has any influence.

Dieser Einfluß ist übrigens stets dort ausgeschlossen. wo der Hammer auf den Stift schlägt.Incidentally, this influence is always excluded there. where the hammer hits the pen.

4. Die Bruchflächen der Proben können so klein gemacht werden, wie man es wünscht. nach unten ist hierbei keine Grenze gesetzt. D'ies hat zur Folge. daß Schwinghämmer von wesentilich geringerer Stärke verwendet werden können. Die apparatur wird nicht so kostspielig. 4. The fracture surfaces of the samples can be made as small as one wishes it. there is no lower limit. As a consequence. that rocking hammers can be used of much lesser strength. the equipment is not so expensive.

5. und 6. Die Untersuchungen können an Proben ohne Einschuitte durchgeführt werden, und es ist möglich, die Sprödiggkeit der oberflächenzeonen zu messen. 5. and 6. The examinations can be carried out on samples without enclosures and it is possible to measure the brittleness of the surface zones.

Obwohl insbesondere die Untersuchungen als Schlage-Biege-probe durchgeführt werden, ist das Verfahren gemäß der Erfindung mit denselben Vorteilen anwendbar, wenn der Hammer od. dgl. auf die probe langsam oder fortschreitedn wachsend einwirkt. Although the investigations were carried out as impact-bending tests in particular the method according to the invention can be used with the same advantages, if the hammer or the like acts slowly or progressively on the sample.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. So können die Stifte auch eine von der zylindrischen Furin abweichende Gestalt aufweisen, z. B. im Querschnitt oval sein, obwohl im allgemeinen der Kreisquerschnitt hinsichtlich der Herstellung sder Proben und der Gleichmäßigkeit der Versuchsergebnisse vorzuziehen ist. The invention is not limited to the illustrated embodiment limited. So can the pens also one of the cylindrical ones Furin have a different shape, e.g. Be oval in cross-section, although generally the circular cross-section with regard to the preparation of the samples and the evenness is preferable to the test results.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht nur zur Feststellung der Sprödigkeit bei Metallen sondern auch von anderen Materialien, wie z. B. synthetischeii Werkstoffen, in gepreßter, gegossener oder gespritzter Form anwendbar. The method according to the invention is not just for detection the brittleness of metals but also of other materials, such as. B. syntheticeii Materials, in pressed, cast or injection-molded form.

PATENTANSPRS, CHE I. Verfahren zur Bestimmung der Sprödigkeit von Werkstoffen mit Hilfe eines Schlaghammers od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß in den Querschnitt der bis zum Bruch zu beanspruchenden Probe ein Stift eingesetzt wird, der die Bewegung der Probe während der Biegung derart führt, daß die im Material in der Nähe des Bruchquerschnittes gewöhnlich auftretenden Druckverformungen ganz oder teilweise ausgeschaltet werden. PATENTANSPRS, CHE I. Method for determining the brittleness of Materials with the help of a hammer or the like., Characterized in that a pin is inserted into the cross-section of the specimen to be stressed to break which guides the movement of the specimen during the bending in such a way that the in the material compressive deformation usually occurring in the vicinity of the fracture cross-section or partially switched off.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that the pin is cylindrical and preferably has a circular cross-section so the two parts of the sample are separated by rotating about the pin axis.

3. The method according to claim I, characterized in that the sample is provided with a hole in which the pin is located.

4. The method according to claim 3, characterized in that beii support the specimen at both ends of the hammer towards the specimen or the pin the axis of the pen strikes.

5. The method according to claim 3, characterized in that when unilateral Clamping the sample this is clamped up to the axis height of the pin and the blow on the free end of the sample on the opposite side of the pin he follows.

6. The method according to claim I, characterized in that the pin is attached to the hammer and this hits a recess in the sample, whose Recess is precisely matched to the pin.

7. The method according to claim I, characterized in that for determination the brittleness of the weld seam of two pieces of the pin housed in recesses which are provided in the adjacent faces of the two pieces.

8. Method for determining the brittleness of thin samples using Using a hammer, characterized in that a pin between two support parts is provided on which the sample is attached in such a way that when using the In the axial plane of the stub perpendicular to the specimen, the two supporting parts are impacted I turn it around and each part pulls part of the sample with it.

9. Sample for carrying out the process According to claims 1 and 3, characterized in that the sample on one of the outer surfaces with a for Receiving a pin serving hole is provided, the pin exactly and must fit snugly into the bore of the test piece.

10. Sample according to claim 9, characterized in that the bore is cylindrical and preferably has a circular cross-section.

11. sample according to claim 9 or 10, characterized gekennzeicbn'et that the Bore cut off with the outer surface of the specimen.

I2. Sample according to claims g to II, characterized in that the cylindrical pin is provided with a flat, which after inserted Pin in the bore closes with or opposite the outer surface of the specimen something protrudes.

13. Sample according to claims g and I0, characterized in that the hole in the sample for the pin has a diameter such that in Course of the breaking process the current axis of rotation of the two sample halves in the pin lies.

14. Sample according to claim 9, characterized in that it except the hole for the pin does not have an incision to determine the fracture cross-section having.

15. Sample according to claim 9, characterized in that it is with a Incision is provided which is opposite to that of the hole for the pin Surface is located, and that the median plane of the incision through the axis of the hole leads.

I6. Apparatus for carrying out the method according to the claims I and 6, characterized in that the recess provided for qn according to the sample is open on the outside and the pin is formed by the striking edge of the hammer, wherein The striking edge and the recess correspond exactly to one another.

17. Sample for carrying out the method according to claims I. and 7, characterized in that it consists of two abutting and interconnected welded parts that have a hole on their adjacent surfaces for have the pen.

I8. Device for performing the method according to the claims I and 8, characterized in that a holder composed of two blocks is provided for the sample, the abutting surfaces for receiving the pin are hollowed out between them.