Elastizitätsmodul

Das Elastizitätsmodul oder auch Zugmodul bzw. der Elastizitätskoeffizientist ist eine werkstoffspezifische Kenngröße. Erfunden bzw definiert wurde es von dem Physiker Thomas Young weshalb es auch als Youngmodul definiert wird. Das Elastizitätsmodul von Stahl ist 210000 N/mm² bzw auch 210 GPa. Das E-Modul von Metall bzw. Stahl steigt mit seinem Schmelzpunkt. Zudem besitzen ferritisch perlitische Stähle bei vergleichbarer Schmelztemperatur einen höheren E-Modul als nicht rostender Edelstahl. Das Elastizitätsmodul ist unabhängig vom Anwendungsfall. Es ist also egal ob es sich um einen Baustahl nach EN 10025, einen Druckbehälterstahl nach EN 10028, Schiffbaustahl, Verschleißstahl oder offshore Stahl nach EN 10225 handelt. Es ist unabhängig von der Art des Stahlproduktes. Es ist also egal ob Blech, Profil, Brennteil, Laserteil, Träger oder Rohr. Es ist auch unerheblich um welche Festigkeitsklasse es sich handelt. Es gilt also sowohl für den

Das Elastizitätsmodul, umgangssprachlich auch E-modul genannt, ist eine Kenngröße des Zugversuches. Dieser wird durchgeführt nach ISO 6892 aber auch ASME SA370. Es ist ein theoretische Größe die auch walzrichtungsunabhängig ist. Es ist im Spannungs-Dehnungs-Diagramm die Steigung bzw. „tan des Winkels“ der am Anfang eines jeden Zugversuches steht. Man nennt diesen ersten proportionalen Anstieg im Zugversuch auch die Hooksche-Gerade. Darum wird das E-Modul als Proportionalitätskonstante im Hookeschen Gesetz benannt. Er definiert als das Verhältnis des Spannungsanstiegs und der dabei zunehmenden Dehnung bei unbeeinflusster Querschnittsverformung des Prüfkörpers. Um es anders zu beschreiben: Stahl, hat die wunderbare Eigenschaft, sich bis zu einer bestimmten Spannung elastisch zu verhalten. Nimmt man die Spannung (Kraft) weg geht die Dehnung (Verlängerung) wieder auf null. Dieser Punkt ist die Berechnungsgrundlage der Ingenieure und wird obere Streckgrenze [Reh] genannt. Ab diesem Punkt verformt sich das Material plastisch – es kommt zu einer bleibenden Verlängerung.

Mit Änderung der EN 10025 „Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen – Teil 6: Technische Lieferbedingungen für Flacherzeugnisse aus Stählen mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand“ im Jahre 2019 wurde der Bereich der genormten hochfesten Baustähle erweitert bis zu einer Dicke von 200 mm beim S690Q, S690QL und S690QL1. Bis 2019 wurden diese Stähle nur über die Datenblätter der verschiedenen Hersteller abgebildet. Das wäre zum Beispiel der DILLIMAX690B, DILLIMAX690B von den Dillingern, der Perform von Thyssen, der Aldur 700 von der Voest, der Maxil690 von Ilsenburger Grobblech oder der Strenx bzw Quend von SSAB, Relia oder Amstrong Ultra (Arcelor Konzern). Die Markenstähle haben bzw. hatten bis dahin den Nachteil, dass sie kein CE Zeichen bekommen konnten. Also nicht für Bauprodukte geeignet waren.

Diese hochfesten Stähle haben die Besonderheit, dass die Zugprüfmaschine diesen Punkt der oberen Streckgrenze Reh (das ist ein leichter Abfall innerhalb der Kraftaufnahme gemessen über die Kraftmeßdose der Zugprüfmaschine) nicht findet. Deshalb gibt es auch noch die theoretische Ersatzstreckgrenze oder auch 0,2 plastische Dehngrenze [Rp0,2]. Diese wird von der Zugprüfmaschine als parallele Verschiebung der Hookschen-Gerade um 0,2% Dehnung genommen. Also quasi das Elastizitäts- oder Youngmodul verschoben um 0,2%.