Rissfestigkeit

Rissfestigkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Materials, das Wachstum eines Risses unter Belastung zu widerstehen. In der Bruchmechanik ist sie eine zentrale Materialkenngröße, die die Resistenz gegen Rissausbreitung angibt. Je nach theoretischem Ansatz wird sie unterschiedlich beschrieben: In der Linear-elastischen Bruchmechanik durch den kritischen Spannungssintensitätsfaktor K_IC und in der elastisch-plastischen Bruchmechanik durch den kritischen J-Integral J_IC bzw. den damit verbundenen Energie-Wert G_IC.

Rissfestigkeit hängt von vielen Faktoren ab, darunter Geometrie und Länge des Risses, Temperatur, Belastungsrate und Umgebungsbedingungen (zum Beispiel Korrosion, Wasserstoffversprödung). Auch die Mikrostruktur des Materials – Legierung, Korngröße, Phasenverteilung – spielt eine entscheidende Rolle. Umwelt- und Alterungseffekte können die Rissfestigkeit signifikant vermindern.

Prüfung und Bestimmung erfolgen typischerweise mit CT- (Compact-Tension) bzw. SENB- (Single-Edge Notch Bend) Prüfungen, mit denen K_IC oder G_IC aus dem Last-Verformungs-Verlauf abgeleitet werden. J-Integral-Methoden liefern J_IC, insbesondere für duktiles oder plastisch beanspruchtes Material. Normen regeln Aufbau, Prüftechnik und Auswertung.

Anwendungen: Die Rissfestigkeit ist grundlegend für Sicherheit und Lebensdauer von Bauteilen in Luft- und Raumfahrt, Automotive, Energieerzeugung sowie in der Prozess- und Rohstoffindustrie. Sie ist eine materialabhängige, umgebungs- und temperaturabhängige Kennlinie und darf nicht mit der reinen Zugfestigkeit verwechselt werden.