Duktilität

Duktilität bezeichnet die Fähigkeit eines Werkstoffs, unter mechanischer Belastung signifikante plastische Verformung zu erfahren, bevor der Bruch eintritt. Typisch zeigt sich eine deutliche Dehnung mit einer lokalen Nekbildung der Probe. Im Gegensatz zu spröden Materialien erlaubt duktiles Verhalten eine größere Verformbarkeit und Energieaufnahme.

Die Duktilität wird überwiegend im Zugversuch ermittelt. Wichtige Kennwerte sind die Bruchdehnung (A, oft A5) und die Reduktion der Querschnittsfläche (RA) am Bruch. Ergänzend kann die Zähigkeit durch Pendelschlag-Tests beschrieben werden; der Zusammenhang zur Duktilität wird indirekt sichtbar. Die Messwerte hängen von Temperatur, Streckgeschwindigkeit, Mikrostruktur und Wärmebehandlung ab.

Einflussfaktoren: Höhere Temperaturen, günstige Legierungen und rekristallisierte Mikrostrukturen erhöhen die Duktilität; feinkörnige Strukturen können die Zähigkeit verbessern. Verunreinigungen oder erhöhtes Kohlenstoffniveau in Stahl vermindern oft die Duktilität; Kaltverformung reduziert die Dehnungsfähigkeit, während Wärmebehandlung Versetzungsbewegungen erleichtert.

Mechanismus: Plastische Deformation erfolgt durch Bewegungen von Versetzungen innerhalb des Kristallgitters; Materialien mit vielen aktiven Slip-Systemen zeigen tendenziell höhere Duktilität. Duktilität hängt eng mit der Zähigkeit zusammen, die die Energie bis zum Bruch beschreibt.

Anwendungen: Duktilität ist wünschenswert in Bauteilen, Draht, Blechen, Rohren und Kabeln, da Verformbarkeit Spannungen besser aufnehmen kann und Sprödbruch reduziert wird.