zerstörende Werkstoffprüfungen

In der modernen Fertigungstechnik steht eines im Mittelpunkt: Qualität, auf die man sich verlassen kann. Damit Stahlbleche, als Ursprungsprodukt für Brennteile, höchsten Anforderungen gerecht werden – ob im Maschinenbau, Fahrzeugbau oder in der Konstruktion – müssen ihre Eigenschaften genau geprüft werden.
Eine der zuverlässigsten Methoden dafür sind die sogenannten zerstörenden Prüfungen. Dabei werden Proben gezielt bis an ihre Grenzen belastet, um die tatsächliche Leistungsfähigkeit des Materials zu ermitteln.

1. Definition: Was sind Zerstörungsfreie prüfungen?

Zerstörende Prüfungen sind ein zentrales Element der Qualitätssicherung in der Stahlverarbeitung. Im Gegensatz zu den nicht zerstörenden Prüfungen (z. B. Ultraschall oder Magnetpulverprüfung) werden bei diesen Verfahren Materialproben gezielt bis zum Bruch oder zur Verformung belastet, um deren Eigenschaften exakt zu bestimmen.
Ziel ist es, die mechanische Festigkeit, Zähigkeit, Härte und Verformbarkeit von Stahlblechen zu überprüfen – also all jene Faktoren, die für die spätere Anwendung im Maschinen-, Fahrzeug- oder Anlagenbau entscheidend sind.

2. Arten von Zerstörenden Prüfungen an Blechen für Brennteile

Zerstörende Prüfungen lassen sich in mehrere Hauptkategorien unterteilen:

Zugprüfung – Ermittlung der Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung eines Materials (z.B. Z15, Z25).
Kerbschlagbiegeprüfung (Charpy-Test) – Bestimmung der Zähigkeit bei Schlagbelastung, besonders wichtig für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen.
Biegeprüfung – Kontrolle der Umformbarkeit und Oberflächenqualität durch Biegen der Probe.
Härteprüfung – Messung des Widerstands gegen Eindringen eines Prüfkörpers (z. B. Brinell, Vickers oder Rockwell).
Bruchmechanische Prüfungen – Analyse der Rissbildung und Rissausbreitung, besonders relevant für hochbelastete Bauteile.
Kerbschlagbiegeversuch mit Temperaturvariation – Untersuchung der Sprödbruchneigung bei unterschiedlichen Temperaturen.

Kts Stahlbearbeitung Blechtafeln Hochkant

3. Methoden und Umsetzung

Die Durchführung der zerstörenden Prüfungen erfolgt in einem akkreditierten Labor und folgt einem klaren Ablauf:

Probenentnahme:
Aus dem Stahlblech wird eine Probe mit genormten Abmessungen herausgetrennt. Dabei ist wichtig, dass die Proben die Eigenschaften des gesamten Blechs repräsentieren.
Vorbereitung:
Die Oberfläche wird geglättet, Kanten werden entgratet – so werden Messfehler vermieden.
Prüfdurchführung:
Je nach Verfahren wird die Probe gezogen, gebogen, geschlagen oder gedrückt, bis sie versagt. Dabei werden alle Messwerte digital erfasst.
Auswertung:
Nach dem Bruch oder der Verformung werden Kennwerte wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung oder Härtegrad bestimmt. Diese Daten werden mit den Normwerten abgeglichen.

4. Wirtschaftliche / praktische Bedeutung

Warum sind zerstörende Prüfungen so wichtig?
Weil sie entscheidend für die Sicherheit und Lebensdauer von Stahlkonstruktionen sind. Nur durch das gezielte Testen des Werkstoffs unter realistischen Belastungen lässt sich die Qualität objektiv bewerten.

Vorteile:

Hohe Aussagekraft über tatsächliche Materialeigenschaften
Nachweis der Fertigungsqualität
Vermeidung von Folgeschäden durch Materialversagen
Grundlage für die Optimierung von Fertigungsprozessen

5. Praxisbeispiel aus der Fertigung

Bei der Herstellung von hochfesten Stahlblechen für tragende Bauwerke werden regelmäßig Zug- und Kerbschlagbiegeproben entnommen.
Ein Blechteil zeigt dabei eine leicht abweichende Zugfestigkeit. Durch die zerstörende Prüfung wird der Fehler frühzeitig erkannt.
Die Blechtafel wird aussortiert und eine Tafel mit den passenden Eigenschaften wird verwendet.

So trägt die zerstörende Prüfung direkt zur Prozesssicherheit und Kundenzufriedenheit bei.

Auszubildender bei KTS Stahl bearbeitet Werkstoffe.

6. Normen und Standards

Zerstörungsfreie Prüfungen unterliegen strengen Normen und Standards. Wichtige Vorgaben sind:

DIN EN ISO 6892-1 – Zugversuch an metallischen Werkstoffen
DIN EN ISO 6508 / 6507 / 6506 – Härteprüfung nach Rockwell, Vickers, Brinell
DIN EN ISO 148-1 – Kerbschlagbiegeversuch (Charpy)
DIN EN ISO 7438 – Biegeversuch an metallischen Werkstoffen
DIN EN ISO 12135 – Bruchmechanische Prüfung

Diese Normen stellen sicher, dass Prüfungen vergleichbar, reproduzierbar und international anerkannt sind – ein entscheidender Faktor für exportorientierte Unternehmen.

7. Fazit: Zerstörende Prüfungen sind die Basis für hohe Qualität

Zerstörende Prüfungen sind ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Qualitätssicherung in der Stahlbearbeitung.
Sie liefern präzise und nachvollziehbare Daten, die über die Einsatzfähigkeit eines Materials entscheiden.

Auch wenn die getesteten Proben nicht wiederverwendbar sind, lohnt sich der Aufwand: Nur wer weiß, wie sich ein Werkstoff im Extremfall verhält, kann Produkte fertigen, die dauerhaft sicher und zuverlässig funktionieren.

In Zukunft wird die Kombination aus zerstörenden und nicht zerstörenden Prüfverfahren weiter an Bedeutung gewinnen – vor allem durch automatisierte Auswertungssysteme und KI-gestützte Prozessanalysen.
So bleibt die Qualität von Stahlprodukten auf höchstem Niveau