Korrektur: Die Zugfestigkeit (ultimate tensile strength) ist typischerweise GRÖSSER als die Streckgrenze.
Definitionen
- Streckgrenze (σy): Spannung, bei der ein Material beginnt, sich plastisch zu verformen (permanente Verformung). Darunter ist die Verformung elastisch (umkehrbar).
- Zugfestigkeit / Ultimative Zugfestigkeit (UTS, σu): Maximale Spannung, die ein Material beim Dehnen aushalten kann, bevor es sich verengt und bricht.
Typisches Verhältnis
Bei den meisten duktilen Metallen: σu > σy (z. B. Baustahl: σy ≈ 250 MPa, σu ≈ 400–550 MPa).
Bei spröden Materialien (Grauguss, Keramik) ist der Streckpunkt schlecht definiert; der Bruch tritt nahe der UTS mit wenig plastischer Verformung auf.
Kontext der Spannungs-Dehnungs-Kurve
- Elastischer Bereich: linear, Steigung = E-Modul.
- Streckpunkt: Ende der linearen Elastizität.
- Dehnenhärtung: Spannung steigt mit Dehnung (σ nimmt zu).
- Ultimative Zugfestigkeit: Spannungsgipfel.
- Verengung: lokaler Querschnittsrückgang.
- Bruch.
Warum die Verwirrung?
- In der Konstruktion basiert die zulässige Spannung oft auf der Streckgrenze (mit Sicherheitsfaktor), nicht auf der UTS.
- Die Streckgrenze ist die praktische Grenze für die strukturelle Integrität; die UTS ist das absolute Maximum.
- Einige hochfeste Legierungen haben eine Streckgrenze nahe der UTS (geringe Duktilität).
Wichtigste Erkenntnis
Streckgrenze = Beginn permanenter Verformung. Zugfestigkeit = maximale Tragfähigkeit. Bei duktilen Materialien ist die Zugfestigkeit höher.
