ASTM E208

Der Fallgewichtsversuch nach ASTM E208 wird hauptsächlich zur Bestimmung der Nullzähigkeitstemperatur (Engl. nil-ductility transition temperature, NDT) von ferristischen Stählen mit einer Dicke von mindestens 5/8 verwendet. Diese besondere Art Fallgewichtsversuch wurde vom Naval Research Laboratory im Jahre 1952 entwickelt. Sie wurde vom US-Marineministerium als Dokument NAVSHIPS-250-634-3 veröffentlicht. Aktuelle Spezifikationen sind in Übereinstimmung mit STM E208-06, "Standard Prüfverfahren zur Durchführung des Fallgewichtsversuchs zur Bestimmung der Nullzähigkeitstemperatur von ferristischen Stählen" erhältlich.

Die Nullzähigkeitstemperatur ist die Temperatur, bei der das Bruchverhalten des Stahls von duktilem zu sprödem übergeht. Bei Temperaturen oberhalb der Nullzähigkeitstemperatur, wird ein typisches Stahlstück, das bis zu seiner Bruchfestigkeitsgrenze belastet wird, vor dem Bruch 20% bis 40% dehnen oder verformen. Jedoch würde ein Sprödbruch beim gleichen Stahlstück erfolgen, wenn die Temperatur unter der Nullzähigkeitstemperatur wäre, und die Probe bis zur Streckgrenze belastet würde (was ungefähr halb der Last der Zugfestigkeit trägt). Wenn die Rissbildung auf diese Weise anfängt, wird der Risswachstum sich mit Schallgeschwindigkeit verbreiten. Er endet erst bei Entlastung, oder wenn es kein Stahl mehr gibt, oder wenn der Riss vom Stahl mit einem duktilen Verhalten aufgrund verschiedener Temperaturen oder Eigenschaften unterbrochen wird.

Der Fallgewichtsversuch prüft Balken-Proben, die in Übereinstimmung mit ASTM E208 Spezifikationen vorbereitet werden, um am Anfang der Prüfung einen Riss im ausgewählten Bereich der Oberfläche der Zugprobe zu erzeugen. Bei dieser Prüfung wird eine Anzahl von Proben unter einer einzelnen Stoßbelastung bei einer Reihe von ausgewählten Temperaturen belastet. Dies bestimmt die maximale Temperatur, bei der eine Probe zum Bruch kommt. Die Stoßbelastung wird vom geführten, frei fallenden Gewicht verursacht. Dieses Gewicht hat eine Energie von 340 bis zu 1630 Joule, je nach der Streckgrenze des Stahls, der geprüft wird. Ein Anschlag wird dann eingeführt, um eine Durchbiegung von mehr als einige Zentimeter zu verhindern.

Die Prüfung fängt erst an, nachdem die Probe auf die Rissbildung vorbereitet ist, sowie sie an die richtige Temperatur angepasst ist. Die erste Prüfung wird bei einer Temperatur, die vermutlich in der Nähe der NDT-Temperatur ist, durchgeführt. Die verbleibende Proben werden danach über eine Reihe von Temperaturintervallen geprüft, um die "Bruch" und "kein Bruch" Temperaturen innerhalb von 5°C festzustellen.