Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Der Kerbschlagbiegeversuch ist seit der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts standardisiert und seit langem als Prüfverfahren international genormt. Weltweit sind zu garantierende Kerbschlagarbeitswerte (KV) und Übergangstemperaturen (TÜ) in Produktnormen und Regelwerken festgelegt. Unter bestimmten Bedingungen besteht dabei die Option, statt Normalproben Untermaßproben zu prüfen. Obwohl im Bereich der Werkstoffprüfung akzeptiert ist, dass die Ergebnisse von Normal- und Untermaßproben nicht ohne Weiteres ineinander überführt werden können, liefern eine große Vielzahl von Produktnormen und Regelwerken diesbezüglich noch immer ein falsches Bild.
Im Rahmen einer Untersuchung der BAM wurde der aktuelle Status von Prüf- und Produktnormen sowie Regelwerken zur Bewertung der Bauteilintegrität hinsichtlich ihres Umgangs mit Untermaßprobenergebnissen erfasst. Im Ergebnis ist festzustellen, dass der Stand der Produktnormung und der Regelwerke im besten Falle als unzureichend, vielfach jedoch schlicht als falsch bezeichnet werden muss. Zu den möglichen Auswirkungen des aktuellen Managements von Untermaßprobenergebnissen wurden sechs Szenarien abgeleitet.
Um die erforderliche Diskussion auf einer geeigneten aktuellen Datenbasis abzustützen, wurden an ISO-V-Proben der Dicken 2,5, 5,0, 7,5 und 10,0 mm aus vier aktuellen Baustählen im Streckgrenzenbereich von 235 bis 960 MPa dicht belegte KV2-T-Kurven ermittelt. Es wurden unterschiedliche Vorgehensweisen zur Kurvenanpassung und Festlegung von Übergangstemperaturen praktiziert. Ferner kamen verfügbare Ansätze zur Skalierung von Untermaßprobenergebnissen (KV2 sowie TÜ) auf die Werte von Normalproben zur Anwendung.
Das Ausmaß des Probendickeneffektes ist werkstoff- und temperaturabhängig. Die Untersuchungen zeigen, dass die in vielen Normen festgelegte Vorgehensweise, Untermaßprobenergebnisse proportional auf Normprobenmaße zu skalieren, nicht nur zu falschen, sondern in einem weiten anwendungsrelevanten Temperaturbereich sogar deutlich nicht-konservativen Ergebnissen führt. Auch verfügbare nicht-proportionale Skalierungsansätze liefern weder durchgehend konservative noch vom Ausmaß der Konservativität her akzeptable Ergebnisse. Es wurde daher ein Vorschlag abgeleitet, wie bezüglich der Bewertung von Untermaßprobenergebnissen vorgegangen werden könnte.
Die betroffenen Produktnormenreihen und Regelwerke müssen überarbeitet werden. Der vorliegende Beitrag soll dazu beitragen, die erforderliche Diskussion zwischen den beteiligten Parteien zu erleichtern und zu beschleunigen.
Abstract
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