Mechanische Prüfung zellularer Metalle - Besonderheiten und Standardisierungskonzepte

Die industrielle Anwendung zellularer Metalle ist trotz vielversprechender struktureller und funktioneller Eigenschaften auch heute noch auf wenige Spezialprodukte in Kleinserien beschränkt. Ursache sind vor allem große Streuungen in den publizierten mechanischen Kennwerten der Werkstoffe, die zu einem großen Anteil von Forschungsinstituten oder Kleinunternehmen mit eingeschränkter Verfügbarkeit hergestellt werden. Ferner fehlen standardisierte Kennwerte und Konstruktionsrichtlinien, so dass es Ingenieuren schwer fällt, zellulare Metalle in Produkte zu implementieren. Der Beitrag zeigt für eine Reihe verschiedener Metallschaumprodukte die Besonderheiten der Druck-, Zug- und Ermüdungsprüfung zellularer Metalle auf, führt das spröde Verhalten unter Zugbelastung auf die Mikrostruktur der Zellwerkstoffe zurück und stellt ein neues Normungskonzept für den Zugversuch als Ergänzung zum Druckversuch (DIN 50134) an zellularen Metallen vor.

Despite of the promising structural and functional properties, the industrial application of cellular metals is limited to only a few very specialized products. This can be attributed to the lack of published mechanical data of the cellular materials, which are produced mostly by research institutes and small enterprises. Furthermore, standardized testing concepts and design guidelines are missing, which make the implementation of cellular metals in new products difficult. The paper shows for several metal foam products the peculiarities of compression, tensile and fatigue testing, and shows that the macroscopic brittle behavior in tension can be attributed to the solid material's microstructure. A new standardizing concept for the tensile test is introduced, which shall - beside the existing standard DIN 50134 - support the homogenization of mechanical testing of cellular metals.