Werkstoffkenngröße „Zeta“ — ein praxisrelevantes Kriterium zur Charakterisierung des Zähigkeits/Festigkeits-Verhältnisses

Zusammenfassung

Festigkeit und Zähigkeit sind mit die wichtigsten Eigenschaften eines Werkstoffes. Ein Werkstoff bzw. ein aus ihm gefertigtes Konstruktionsteil muß eine ausreichende Festigkeit, die eine genügende Widerstandsfestigkeit gegenüber der Einwirkung äußerer Kräfte und Momente garantiert, besitzen. Andererseits ist meist ein genügend hohes plastisches Verformungsvermögen, z. B. bei der Verarbeitung durch spanlose Formung, erforderlich.

Durch statische und dynamische Werkstoffprüfungen werden die Widerstandsfähigkeit der Werkstoffe gegen äußere Kräfte und die unter der Einwirkung dieser Beanspruchung auftretenden Verformungen, bestimmt. In diesem Beitrag sind die dazu erforderlichen Prüfverfahren kurz skizziert und hinsichtlich ihrer Aussagekraft, das Zähigkeits/Festigkeits-Verhalten zu charakterisieren, bewertet worden. Es wird gezeigt, daß die Werkstoffkenngröße „Zeta“ (ζ) zur Charakterisierung des Zähigkeits/Festigkeits-Verhaltens für die verschiedensten und unterschiedlichsten Werkstoffe, wie z. B. Stahl, Stahlguß, Gußeisenwerkstoffe (GG, GGL, GGV, GTV, GTW, GTS, GGG), Kupfer-, Aluminium- und Magnesium-Legierungen sowie polymere Werkstoffe (Kunststoffe), geeignet ist.

Abstract

Strength and toughness are one of the most important properties describing materials. A material in addition a construction part, need to have a certain strength, providing enough resistance against the impact of environmental forces and moments. On the other hand often a high ability of plastic deformation for instance during the process of chipless forming is required. The resistance during the process of chipless forming is required. The resistance against the impact of outer forces and the resulting deformations is determined by static and dynamic material testing.

This article outlines briefly the required testing methods and rates their ability to describe the strength-toughness-relation. It’s shown, that the material parameter “zeta” meets all the expectations in describing the strength-toughness-relation concerning a wide range of materials such as steel, steel casting, cast iron materials (GG, GV, GTW, GTS, GGG), copper-, aluminum-, magnesium-alloys and also polymeric materials (for instance thermoplastic polymers).