Jedes Material, das einer zunehmenden oder konstanten äußeren Kraft ausgesetzt ist, überschreitet irgendwann eine bestimmte Belastungsgrenze und wird zerstört. Es gibt viele Arten von äußeren Kräften, die Materialien schädigen, wie z. B. Zug, Druck, Scherung und Torsion. Die beiden Festigkeitsklassen Zugfestigkeit und Streckgrenze beziehen sich ausschließlich auf Zugkräfte.
Diese beiden Festigkeitsgrößen werden durch Zugversuche ermittelt. Das Material wird mit einer festgelegten Belastungsgeschwindigkeit kontinuierlich gedehnt, bis es bricht. Die maximale Kraft, die es beim Bruch aushält, ist die Zugfestigkeit des Materials. Die Zugfestigkeit ist ein Kraftmaß und wird in Newton (N) angegeben. Da Newton eine kleine Einheit ist, werden meist Kilonewton (kN) verwendet. Die Zugfestigkeit wird dann durch die Probenfläche geteilt. Die resultierende Spannung bezogen auf die ursprüngliche Querschnittsfläche wird als Zugfestigkeit bezeichnet.
Sie beschreibt die maximale Zugfestigkeit eines Materials. Doch was genau ist die Streckgrenze? Sie gilt nur für elastische Materialien; unelastische Materialien besitzen keine Streckgrenze. Beispielsweise sind alle Arten von Metallen, Kunststoffen, Gummi usw. elastisch und haben eine Streckgrenze. Glas, Keramik, Mauerwerk usw. sind im Allgemeinen unflexibel, und selbst wenn sie elastisch sind, ist ihre Elastizität minimal. Ein elastisches Material kann einer konstanten und stetig zunehmenden äußeren Kraft ausgesetzt werden, bis es bricht.
Was genau hat sich verändert? Zunächst erfährt das Material unter Einwirkung einer äußeren Kraft eine elastische Verformung, d. h., es kehrt nach Wegfall der Kraft in seine ursprüngliche Größe und Form zurück. Nimmt die äußere Kraft weiter zu und erreicht einen bestimmten Wert, tritt das Material in die plastische Verformungsphase ein. Sobald das Material plastisch verformt ist, kann es seine ursprüngliche Größe und Form nach Wegfall der äußeren Kraft nicht mehr wiederherstellen! Die Festigkeit des kritischen Punktes, der diese beiden Verformungsarten auslöst, ist die Streckgrenze des Materials. Der Wert der Zugkraft an diesem kritischen Punkt wird als Streckgrenze bezeichnet.
Veröffentlichungsdatum: 23. September 2022
