ISO 6892-2: Zugversuch an metallischen Werkstoffen bei erhöhter Temperatur
Die DIN EN ISO 6892-2 regelt den Zugversuch an metallischen Werkstoffen oberhalb der Raumtemperatur und legt fest, unter welchen Bedingungen temperaturabhängige Kennwerte wie Dehngrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung ermittelt werden, wenn ein Werkstoff bei mehreren hundert Grad Celsius beansprucht wird. Während die ISO 6892-1 den Zugversuch bei Raumtemperatur beschreibt, ergänzt der zweite Teil der Normenreihe die Anforderungen an Temperaturführung, Durchwärmung und Hochtemperatur-Dehnungsmessung, damit Prüfergebnisse auch unter thermischer Belastung reproduzierbar und zwischen Laboren vergleichbar bleiben.
Das Wichtigste auf einen Blick
Die DIN EN ISO 6892-2 ist die international anerkannte Norm für den Zugversuch an metallischen Werkstoffen bei erhöhter Temperatur. Sie definiert die Prüfbedingungen für Versuche oberhalb der Raumtemperatur und stellt sicher, dass temperaturabhängige Werkstoffkennwerte reproduzierbar erfasst werden.
- Die Norm dient der Ermittlung temperaturabhängiger Kennwerte wie Dehngrenze Rp0,2 und Rp1,0, Zugfestigkeit Rm, Bruchdehnung A und Brucheinschnürung Z.
- Temperaturführung, Durchwärmung der Probe und Dehnungsmessung unter Wärme bestimmen maßgeblich die Qualität der Ergebnisse.
- Bei hohen Temperaturen werden überwiegend Dehngrenzen bestimmt, da eine ausgeprägte obere und untere Streckgrenze (ReH/ReL) häufig nicht mehr auftritt.
- Eine normgerechte Prüfung erfordert einen Hochtemperaturofen, Thermoelemente und ein Hochtemperatur-Extensometer.
- Anwendung findet die Norm in der Werkstoffentwicklung, der Qualitätssicherung und der Auslegung thermisch belasteter Bauteile.
Was regelt die DIN EN ISO 6892-2?
Die Norm standardisiert die Durchführung von Zugversuchen oberhalb der Raumtemperatur. Sie beschreibt, wie die Probe auf Prüftemperatur gebracht, gehalten und geprüft wird, und definiert Anforderungen an Prüfanlage, Temperaturregelung, Dehnungsmesstechnik und Auswertung. Ziel ist, dass Ergebnisse verschiedener Maschinen und Labore trotz der zusätzlichen Einflussgröße Temperatur vergleichbar bleiben.
Abgrenzung zur ISO 6892-1 und ISO 6892-3
Die ISO 6892-Normenreihe deckt verschiedene Temperaturbereiche ab. Der erste Teil gilt für Raumtemperatur, der zweite für erhöhte Temperatur, der dritte für tiefe Temperatur. Inhaltlich baut die ISO 6892-2 auf den Grundprinzipien des Zugversuchs auf und ergänzt sie um die Anforderungen an Temperaturregelung, Temperaturverteilung und Hochtemperatur-Dehnungsmessung. Die grundlegende Beschreibung der Kennwerte und Prüfmethoden finden Sie auf unserer Seite zur ISO 6892-1.
Warum Zugversuche bei erhöhter Temperatur wichtig sind
Viele Bauteile arbeiten dauerhaft bei mehreren hundert Grad Celsius. Mit steigender Temperatur sinken Festigkeit und Steifigkeit, das Verformungsverhalten verändert sich teilweise erheblich. Kennwerte aus dem Raumtemperaturversuch reichen für die Auslegung solcher Bauteile nicht aus. Der Hochtemperatur-Zugversuch liefert die Werte, die für sichere Konstruktionen und realistische Lebensdauerbewertungen nötig sind.
Typische Einsatzfelder:
- Kraftwerks- und Turbinenbau
- Druckbehälter und Chemieanlagenbau
- Luft- und Raumfahrt
- Abgassysteme und Wärmebehandlungstechnik
- Wasserstofftechnik und Hochtemperaturwerkstoffe
Temperaturführung und Durchwärmung
Vor dem Versuch wird die Probe auf die Prüftemperatur aufgeheizt und ausreichend lange gehalten, bis sie vollständig durchwärmt ist. Erst dann liegt über den gesamten Messbereich eine gleichmäßige Temperatur vor. Bereits geringe Abweichungen von der Solltemperatur verändern die ermittelten Kennwerte, weshalb die Norm enge Vorgaben an Temperaturstabilität und Temperaturverteilung stellt.
Die Temperatur wird mit Thermoelementen direkt an der Probe erfasst, bei längeren Messbereichen an mehreren Messstellen entlang der Probe. Mehrere Messpunkte zeigen, ob die Probe gleichmäßig durchwärmt ist oder ob ein Temperaturgradient vorliegt. Die Ofenregelung hält die Temperatur über die gesamte Versuchsdauer konstant.
Prüfgeschwindigkeit bei erhöhter Temperatur
Die Dehngeschwindigkeit beeinflusst die Werkstoffkennwerte bei erhöhter Temperatur deutlich stärker als bei Raumtemperatur. Derselbe Werkstoff kann bei gleicher Temperatur, aber unterschiedlicher Prüfgeschwindigkeit abweichende Dehngrenzen und Zugfestigkeiten zeigen. Die Norm beschreibt deshalb Verfahren zur Regelung der Prüfgeschwindigkeit und empfiehlt eng tolerierte Prüfbedingungen, damit Ergebnisse vergleichbar bleiben.
Die grundlegende Systematik der Geschwindigkeitsregelung mit Methode A (Dehnratenregelung) und Methode B (Spannungsgeschwindigkeit) entspricht der ISO 6892-1.
Anforderungen an die Prüfanlage
Eine normgerechte Hochtemperaturprüfung verlangt mehr als eine Universalprüfmaschine. Zur Prüfanlage gehören ein Hochtemperaturofen, eine präzise Temperaturregelung, Thermoelemente sowie ein Extensometer, das unter Wärme zuverlässig misst. Alle Komponenten müssen aufeinander abgestimmt sein. Die allgemeinen Anforderungen an Kraftmessung und Maschinensteifigkeit gelten unverändert wie bei der Raumtemperaturprüfung.
Hochtemperaturofen und Temperaturmessung
Der Ofen umschließt die Probe und bringt sie auf Prüftemperatur. Über Thermoelemente an der Probe wird die tatsächliche Temperatur erfasst und an die Regelung zurückgemeldet. Eine gleichmäßige Beheizung über die gesamte Probenlänge ist Voraussetzung für belastbare Ergebnisse.
Hochtemperatur-Extensometer
Die Dehnung wird auch bei mehreren hundert Grad Celsius direkt an der Probe gemessen. Dafür kommen spezielle Hochtemperatur-Extensometer zum Einsatz, die unter Wärmestrahlung und thermischer Ausdehnung zuverlässig arbeiten und den Dehnungsverlauf über den gesamten Versuch erfassen. Raumtemperatur-Extensometer sind für diese Bedingungen nicht geeignet.
Messunsicherheit bei Hochtemperaturversuchen
Neben den üblichen Einflussgrößen wirken bei erhöhter Temperatur zusätzliche Faktoren auf das Ergebnis: Temperaturgradienten über die Probe, Abweichungen von der Solltemperatur, die Genauigkeit der Temperaturmessung und der stärkere Einfluss der Dehngeschwindigkeit. Eine regelmäßige Kalibrierung der gesamten Prüfkette einschließlich der Temperaturmessung ist deshalb Voraussetzung für verlässliche und nachvollziehbare Kennwerte.
FAQ: Häufig gestellte Fragen
Ab welcher Temperatur gilt die DIN EN ISO 6892-2?
Die Norm gilt für Zugversuche oberhalb der Raumtemperatur. Versuche bei Raumtemperatur werden nach ISO 6892-1 durchgeführt, Versuche bei tiefen Temperaturen nach ISO 6892-3.
Warum bestimmt man bei hoher Temperatur überwiegend Dehngrenzen statt der Streckgrenze?
Mit steigender Temperatur tritt bei vielen Werkstoffen keine ausgeprägte obere und untere Streckgrenze (ReH/ReL) mehr auf. Anstelle der Streckgrenze ermittelt man dann die Dehngrenze Rp0,2 oder Rp1,0, die der Spannung bei einer definierten bleibenden Dehnung entspricht.
Warum ist die Temperaturführung bei der Hochtemperaturprüfung entscheidend?
Schon geringe Abweichungen von der Prüftemperatur verändern die Werkstoffkennwerte. Eine vollständige Durchwärmung der Probe und eine stabile Temperaturregelung sind Voraussetzung für reproduzierbare Ergebnisse.
Benötigt man für Hochtemperaturversuche spezielle Extensometer?
Ja. Die Dehnungsmessung erfolgt mit Hochtemperatur-Extensometern, die unter Wärmestrahlung und thermischer Ausdehnung zuverlässig arbeiten. Raumtemperatur-Extensometer sind dafür nicht geeignet.
