Festigkeitskennwerte

Festigkeitskennwerte sind numerische Größen, die die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegenüber Belastungen beschreiben. Sie dienen der Bewertung und dem Vergleich von Materialien sowie der Grundlage für Dimensionierung und Sicherheitsabschätzungen in Konstruktion, Maschinenbau und Fertigung.

Zu den zentralen Festigkeitskennwerten gehören Streckgrenze und Zugfestigkeit, die die Grenzen plastischer Verformung bzw. die maximale Zugspannung angeben. Die Bruchdehnung liefert Informationen über die Verformbarkeit bis zum Bruch. Weitere Kennwerte sind Härtekennwerte (Vickers, Rockwell, Brinell) sowie Schlagzähigkeit bzw. Bruchzähigkeit (Charpy, K_IC). Die Ermüdungsfestigkeit beschreibt die Widerstandsfähigkeit gegen zyklische Belastung; sie wird oft durch S-N-Kurven dargestellt. Abhängig vom Materialtyp können zusätzliche Kennwerte wie Temperaturabhängigkeit, Kerbempfindlichkeit oder Zähigkeit relevant sein.

Die Festigkeitskennwerte werden durch Prüfungen ermittelt: Zugversuche nach anerkannten Normen (z. B. ISO 6892-1 für Metalle) liefern Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung. Härtewerte ergeben sich aus Härteprüfungen (Vickers, Rockwell, Brinell). Ermüdungs- und Schlagprüfungen ergänzen das Bild. Die Ergebnisse sind standardisiert und europa- bzw. weltweit vergleichbar, wobei Normen wie ISO, EN, ASTM gelten.

In der Praxis dient die Kennwertebestimmung der Materialauswahl, der Sicherstellung von Tragfähigkeit und Zuverlässigkeit von Bauteilen sowie der Festlegung von zulässigen Belastungen. Unterschiedliche Werkstoffe, Herstellungsverfahren und Betriebsbedingungen müssen dabei berücksichtigt werden.