Sprödbruch

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Ermüdungsbruch an einem Aluminiumpedalarm.
hell: Spröd- / Gewaltbruch
dunkel: Ermüdungsbruch mit Rastlinien
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Sprödbruches

Mit Sprödbruch (auch Trennbruch) wird in der Bruchmechanik ein schlagartig auftretendes Materialversagen bezeichnet. Er tritt vor allem bei harten und spröden Materialien mit geringer Duktilität und Zähigkeit auf (typische Beispiele: Glas, Keramik, Eis). Spröde Werkstoffe zeichnen sich im Spannungs-Dehnungs-Diagramm durch einen steilen Anstieg der Hookeschen Geraden aus, an deren Ende der Bruch ohne plastische Deformation erfolgt. Der Bruchbeginn erfolgt an mikroskopischen Materialfehlern, an denen sich mechanische Spannungen konzentrieren. Da die meisten Metalle duktil brechen (Verformungsbruch), findet man Sprödbrüche nur bei einigen Metallen und nur unter bestimmten Randbedingungen (technisch relevant im Kontext Schweißfähigkeit). Zum Sprödbruch neigen beispielsweise Roheisen und Chrom, generell Metalle mit kubisch-raumzentriertem sowie hexagonalem Kristallgitter[1]. Sprödbrüche können jedoch auch bei unter Raumtemperatur duktilen Metallen auftreten, wenn sie bei tiefen Temperaturen eine signifikante Abnahme der Kerbschlagzähigkeit aufweisen. Die Literatur erwähnt neben dem Temperatureinfluss noch das Vorhandensein einer mehrachsigen Beanspruchung als begünstigenden Faktor[2]. Sprödbrüche treten für gewöhnlich transkristallin[3] (bei Metallen) auf, Verformungsbrüche interkristallin (also entlang der Korngrenzen), [4] (auch ein interkristalliner Sprödbruch ist möglich[5]). Restgewaltbrüche an Bauteilen unter dynamischer Last können entweder Verformungsbrüche oder Sprödbrüche sein.[6]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Bruchtrennen - Fertigungsverfahren das Bauteile mittels eines Sprödbruches trennt

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Dieter Radaj: Ermüdungsfestigkeit; 3. Auflage, Springer Verlag, Seite 235, ISBN 978-3-540-71458-3.
  2. Bargel, Schulze: Werkstoffkunde ; 9. Auflage, Springer Verlag, Seite 83, ISBN 3-540-26107-9.
  3. Bargel, Hans-Jürgen., Schulze, Günter.: Werkstoffkunde. 11., bearb. Aufl. 2012. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-17716-3, S. 149.
  4. Dieter Radaj: Ermüdungsfestigkeit ; 3. Auflage, Springer Verlag, Seite 141, ISBN 978-3-540-71458-3.
  5. Bargel, Schulze: Werkstoffkunde ; 9. Auflage, Springer Verlag, Seite 120, ISBN 3-540-26107-9.
  6. Erwin Haibach: Betriebsfestigkeit ; 3. Auflage, Springer Verlag, Seite 438, ISBN 3-540-29363-9.