Der Kerbschlagbiegeversuch (auch bekannt als Charpy-V-Kerbschlagversuch) ist ein standardisiertes Prüfverfahren, das zur Bestimmung der Zähigkeit bzw. Schlagzähigkeit eines Materials bei einer definierten Temperatur verwendet wird. Dieser Test misst die Energie, die erforderlich ist, um ein Material mit einer definierten Kerbe unter Schlagbelastung zu brechen. Der Versuch gibt Auskunft darüber, wie spröde oder zäh ein Material ist, besonders unter Bedingungen, bei denen es zu plötzlichen Belastungen kommt, wie z. B. bei einem Stoß oder Schlag.

Durchführung des Kerbschlagbiegeversuchs:

• Probenherstellung: Es wird eine standardisierte Probe (meist ein rechteckiger Quader) aus dem zu untersuchenden Material hergestellt. In die Probe wird eine V-förmige Kerbe eingebracht, die als Sollbruchstelle dient.
• Aufbau des Versuchs: Die Probe wird in einer Vorrichtung gelagert, die es ermöglicht, dass ein Pendelhammer auf die Kerbe schlägt.
• Testdurchführung: Ein Pendelhammer wird aus einer bestimmten Höhe freigesetzt und trifft die Probe an der gegenüberliegenden Seite der Kerbe. Die Energie, die beim Durchschlagen der Probe verbraucht wird, wird gemessen. Diese Energie ist ein Maß für die Zähigkeit des Materials.

Relevanz des Kerbschlagbiegeversuchs beim Härten von Stahl:

Beim Härten von Stahl wird das Material durch Wärmebehandlung und anschließendes Abschrecken in seiner Mikrostruktur verändert, was zu einer Erhöhung der Härte führt. Härtere Materialien neigen jedoch dazu, spröder zu werden, was bedeutet, dass sie unter Schlagbelastungen leichter brechen können. Genau hier kommt der Kerbschlagbiegeversuch ins Spiel:

• Beurteilung der Sprödigkeit: Nach dem Härten kann der Kerbschlagbiegeversuch verwendet werden, um festzustellen, wie spröde der Stahl geworden ist. Dies ist besonders wichtig, da ein zu sprödes Material in vielen Anwendungen unbrauchbar wäre, selbst wenn es eine hohe Härte aufweist.
• Optimierung des Härtungsprozesses: Der Test hilft dabei, den Härtungsprozess zu optimieren, indem er einen Kompromiss zwischen Härte und Zähigkeit ermöglicht. Wenn der Stahl zu spröde wird, kann z. B. eine zusätzliche Anlasstufe (Wärmebehandlung zur Verringerung der Sprödigkeit) notwendig sein.
• Sicherheitsbewertung: Besonders in sicherheitskritischen Anwendungen, wie z. B. im Bauwesen oder im Automobilbereich, ist es entscheidend zu wissen, ob der gehärtete Stahl unter plötzlich auftretenden Belastungen versagen könnte. Der Kerbschlagbiegeversuch liefert hier wertvolle Informationen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Materials zu bewerten.