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Materialeigenschaft, Verformbarkeit Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Sprödigkeit ist eine Werkstoffeigenschaft, die das Versagens- bzw. Bruchverhalten beschreibt. Ein spröder Werkstoff lässt sich nur im geringen Maße plastisch verformen, zeichnet sich folglich durch geringe Duktilität aus. Ein Sprödbruch erfolgt bei geringer Dehnung und meist nahe der Streckgrenze. Solche Materialien besitzen meist eine große Härte: Diamant, Carbide, Nitride, Salze, Keramiken und Glas, aber z. B. auch Grauguss und Bakelit. Für Sprödmetalle gilt die Bruchmechanik spröder Materialien. Dagegen sind duktile Werkstoffe – darunter viele Metalle und Kunststoffe – vergleichsweise weit plastisch verformbar, bevor sie durch die Verformung brechen (Verformungsbruch).[1]
Häufig wird sprödes oder duktiles Verhalten durch den Zugversuch oder den Druckversuch ermittelt. Die Zähigkeit ist ein Maß für die absorbierte Energie bis zum Bruch bzw. die eingeschlossene Fläche im Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Auch wenn hohe Zähigkeit mit hoher Duktilität assoziiert wird, kann ein spröder Werkstoff zäher als ein duktiler Werkstoff sein.
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Versprödung eines Werkstoffes kann verschiedene Gründe und Ausprägungen haben. Einige Werkstoffe neigen zu chemischer oder physikalischer Versprödung und sind nur im Neuzustand oder nach einem Regenerationsprozess duktil.
Die Sprödigkeit der meisten Werkstoffe nimmt bei sinkender Temperatur zu. Die Übergangstemperatur ist diejenige, bei der die Elastizitätsgrenze die Bruchspannung übersteigt. Die Peierls-Spannung kann thermisch aktiviert überwunden werden, sodass die kritische Schubspannung mit zunehmender Temperatur abnimmt.[3] Dies ist in Metallen, insbesondere kubisch raumzentrierten und hexagonalen Kristallsystemen mit einem c/a Verhältnis zwischen 1,63 und 1,73, mit einer geringeren Anzahl an aktivierbaren Gleitebenen zu erklären. Diese Versprödung ist in kubisch flächenzentrierte Metalle oder austenitische Stähle weit weniger ausgeprägt. Typisch für Stähle sind Übergangstemperaturen von zwischen −60 und 40 °C.
Die Geschwindigkeit, mit der ein Werkstoff umgeformt wird, trägt zu dessen Versprödung bei.[4] Die Dehnratensensitivität gibt an, wie stark die kritische Schubspannung von der Dehnrate abhängig ist. Metalle wie Aluminium oder Magnesium sind dehnratensensitiver als Stahl.
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