CVN

Kerbschlagbiegeversuch

Zerstörend
Der Kerbschlagbiegeversuch (CVN / Charpy) bestimmt die Zähigkeit eines Werkstoffs bei schlagartiger Beanspruchung — besonders wichtig für Tieftemperaturanwendungen und Druckbehälter.
Geltende Normen

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.

✓ Vorteile
  • 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)
✗ Nachteile
  • 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