Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die Spannung, die im Zugversuch aus der maximal erreichten Zugkraft bezogen auf den ursprünglichen Querschnitt der Probe errechnet wird. Das Formelzeichen der Zugfestigkeit ist R_m. Dimension der Zugfestigkeit ist Kraft pro Fläche. Häufig verwendete Maßeinheiten sind N/mm² oder MPa (MegaPascal). Im Spannungs-Dehnungs-Diagramm kann die Zugfestigkeit aus der maximal erreichten Kraft direkt errechnet werden.

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  Die aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm abgelesenen Spannungswerte (Zugfestigkeit, Streckgrenze) entsprechen nicht der wahren Spannung im Material. Dies liegt daran, dass bei der Berechnung der Spannung die Zugkraft auf den Ausgangsquerschnitt bezogen wird. Der wirkliche Querschnitt ist aber bei der Zugprobe geringer als der Ausgangsquerschnitt (Querkontraktion, Einschnürung). Bei einer elastisch-plastischen Verformung (bei Proben aus duktilen Werkstoffen) ist diese Verformung (Verlängerung und Einschnürung) nach dem Test sicht- und messbar. Oft wird unterschieden zwischen der "wahren" Spannung σ_wahr und der "nominellen" Spannung σ_nominell ("Ingenieur-Spannung").

Die Zugfestigkeit ist also nicht die wahre Spannung in der Probe im Augenblick des Bruchs, sondern ist geringer.

Das wahre Spannungsmaximum entsteht im Einschnürbereich der Probe. In diesem Bereich erhöht sich die Verformung und allenfalls die Verfestigung bis zum Bruch. Im sogenannten instrumentierten Zugversuch wird der Probenquerschnitt kontinuierlich gemessen und die Kraft auf den wahren Querschnitt bezogen. So untersuchte Proben zeigen einen kontinuierlichen Anstieg der wahren Spannung bis zum Bruch. Der auf diese Weise ermittelte Wert ist jedoch nur von theoretischer Bedeutung.

Die Zugfestigkeit wurde in der Vergangenheit häufig für die Charakterisierung von Werkstoffen verwendet. Ein Beispiel hierfür ist die Bezeichnung von Baustählen. So wurde der Stahl 52 (St52, heute S355) nach seiner Zugfestigkeit von 52 kp/mm² (510 N/mm²) bezeichnet. Aufgrund der Harmonisierung der europäischen und internationalen Normen erfolgt heute die Bezeichnung vieler Stähle nach der Streckgrenze, die aus konstruktiver Sicht ein besserer Kennwert für die Belastbarkeit eines Werkstoffs ist.

Siehe auch: Festigkeit, Reißlänge, Spannungs-Dehnungs-Diagramm