Festigkeitswerte

Festigkeitswerte bezeichnen in der Werkstoffkunde die quantitativen Größen, mit denen die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen mechanische Beanspruchung beschrieben wird. Sie dienen in der Konstruktion der Dimensionierung von Bauteilen, der Materialauswahl und der Lebensdauerabschätzung.

Zu den zentralen Festigkeitswerten gehören Streckgrenze Rp0,2, die maximale Belastung, bei der noch eine bleibende plastische Verformung beginnt; Zugfestigkeit Rm, die maximale Zugspannung vor dem Bruch; und Bruchdehnung A, das Maß der Verformbarkeit bis zum Bruch. Ergänzend werden Ermüdungsfestigkeit (Ermüdung), sowie die Dauerfestigkeit bzw. Creep-Festigkeit bei erhöhten Temperaturen berücksichtigt. Harte oder spröde Materialien zeigen oft andere Kennwerte, weshalb auch Härtewerte als Hinweis auf Festigkeit herangezogen werden, jedoch kein direkter Ersatz für Zug- oder Streckgrenze darstellen.

Die Festigkeitswerte werden überwiegend im Zugversuch nach Normen wie DIN EN ISO 6892-1 bestimmt. Aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm erhält man Rp0,2, Rm und A. Weitere Werte können je nach Werkstoffklasse aus speziellen Prüfverfahren gewonnen werden (z. B. Ermüdungstests). Die Werte werden üblicherweise in Megapascal (MPa) angegeben und hängen von Temperatur, Legierung, Wärmebehandlung, Herstellungsprozess und Belastungsrate ab.

In der Praxis werden Festigkeitswerte in Materialdatenblättern dokumentiert und in Normen festgelegt. Ingenieure verwenden sie zur Berechnung zulässiger Spannungen, zur Auswahl geeigneter Werkstoffe und zur Abschätzung von Lebensdauer unter zyklischer oder Dauerbelastung. Da Messwerte variieren können, werden Unsicherheiten durch Toleranzen und Nachweise berücksichtigt.