EN ISO 148-1, DIN EN 10045
Grundprinzip des Kerbschlagbiegeversuchs
Beim Kerbschlagbiegeversuch (Charpy / CVN) wird eine gekerbte Probe (10×10 mm, V- oder U-Kerb) auf zwei Auflager gelegt und von einem Pendelhammer (300 J oder 150 J) schlagartig gebrochen. Die absorbierte Kerbschlagarbeit KV (in Joule) ist ein Maß für die Zähigkeit des Werkstoffs.
Besonders relevant ist der Sprödbruch-Übergang (DBTT): Stähle können bei tiefen Temperaturen spontan spröde brechen. Der Charpy-Versuch bei verschiedenen Temperaturen (z.B. −60 °C bis +20 °C) zeigt diesen Übergang.
Was macht ein Werkstoffprüfer im Kerbschlagversuch?
- Probenvorbereitung: Entnahme aus Werkstück, Kerb fräsen nach EN ISO 148 (V oder U, Toleranzen < 0,1 mm)
- Temperierung: Proben auf Prüftemperatur kühlen (Kühlbad, Stickstoff) oder erwärmen — Transfer in < 5 s
- Prüfung: Probe einlegen, Pendel lösen, KV-Wert ablesen
- Bruchflächenauswertung: Anteil Spaltbruch/Gleitbruch (in %), Seitenkontraktion messen
- Auswertung: Mittelwert aus 3 Proben, Einzelwert-Kontrolle, Prüfbericht nach EN 10204
Kerbschlagprüfer arbeiten in akkreditierten Werkstofflabors, Stahl- und Giessereien sowie bei Schiffs- und Druckbehälterherstellern.
Einsatzbranchen
- Offshore / Schiffbau: Tieftemperaturstähle für arktische Anwendungen (IACS W11)
- Energietechnik: Druckbehälterstähle (EN 10028, ASME SA-333)
- Schweißtechnik: Zähigkeit der Wärmeeinflusszone (WEZ) nach EN ISO 15614
- Automotive: Crash-relevante Bauteile, Karosseriestähle
- Kranbau: Tragende Strukturen nach EN 13001
Anwendungsgebiete
Stähle für Tief- und Tiefsttemperaturanwendungen (LNG-Behälter, Offshore), Druckbehälter und Rohrleitungen nach Druckgeräterichtlinie, Schweißnahtprüfung (WEZ-Zähigkeit), Schiffsstahl, Brücken und Krane.
- Einfach und schnell — Prüfung in Sekunden
- Zeigt Sprödbruch-Risiko bei Tieftemperatur sehr deutlich
- International genormt und breit akzeptiert (EN ISO 148, ASTM E23)
- Aussagekräftig für Sprödbruch-Übergangstemperatur (DBTT)
- Zerstörend — Probe wird zerstört
- Nur ein einziger Messwert (Energieabsorption) — keine Spannungsintensität
- Ergebnis sehr streuend — mindestens 3 Proben je Prüfpunkt nötig
- Kein direkter Übergang zu Bruchmechanik-Kennwerten